KALORIMETER ALIRAN
TUJUAN :
1 . Menentukan besarnya energi listrik yang dilepaskan dalam kalorimeter
2 . Menentukan besarnya energi kalor yang diterima kalorimeter
3 . Menentukan nilai kesetaraan kalor listrik
DASAR TEORI
Kalorimeter berarti mengukur panas. Ketika aliran panas yang terjadi antara dua benda yang terisolasi dari lingkungan jumlah panas yang yang hilang dari satu benda harus setara dengan jumlah yang lainnya.
Panas adalah yang berpindah jadi prinsipnya adalah kekekalan energi. Kualitas panas yang ditambahkan pada suatu benda sebagai positif dan kuantitas yang meninggalkan benda adalah negatif. Ketika sejumlah benda berinteraksi, maka aljabar dari setiap kuantitas panas yang dipindahkan pada semua benda harus sama dengan nol. Hal ini dapat dibuktikan dengan asas Black yaitu :
Q keluar = m c ∆T
Dengan :
m = massa air (larutan) di dalam kalorimeter
c = kalor jenis air (larutan) di dalam kalorimeter
∆T = kenaikan suhu larutan (kalorimeter)
Dengan cara yang sama pula;
Q masuk = Q air + Q wadah
Atau bisa ditulis
Q3 = Q2+Q1
Sumber : Paul A Tippler, 1998
Energi listrik dihasilkan oleh suatu catu daya pada suatu resistor dinyatakan dalam persamaan :
W = V i t
Dengan :
W = energi listrik
V = tegangan listrik
i = arus listrik
t = lama aliran listrik
Jumlah kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu suatu zat dinyatakan dengan persamaan
Q = m c ∆T
Dalam percobaan ini energi listrik yang dilepaskan akan diterima oleh airdan kalorimeter. Berdasarkan asas Black bahwa kalor yang dilepas sama dengan kalor yang diterima, maka energi listrik yang yang diterima kalorimeter dan air itu sendiri akan menjadikan perubahan panas. Adapun besarnya nilai kesetaraan kalor listrik adalah
γ = ( V i t )/ (mk ck + ma ca ) ∆T
Dengan :
W = energi listrik
V = tegangan listrik
i = arus listrik
t = lama aliran listrik
mk = massa kalorimeter
ck = kalor jenis kalorimeter
ma = massa air
ca = kalor jenis air
∆T = kenaikan suhu larutan (kalorimeter)
Terdapat beberapa jenis kalorimeter yaitu
1. Kalorimeter Bom : yaitu digunakan untuk mengukur kalor yang dikeluarkan ketika sebuar zat terpanaskan. Penggunaan nya biasanya dalam pembakaran makanan dengan kadar kalor dari pembakaran biji-bijian untuk kadar energi
2. Kalorimeter sederhana : yaitu digunakan untuk mengukur kalor reaksi yang berlangsung pada fase larutan. Kalor reaksi sama dengan jumlah kalor yang diserap/dilepas larutan.
Sumber : Douglas C Giancoli,2001
Kalor itu sendiri merupakan jumlah energi yang dipindahkan antar benda yang memiliki suhu yang berbeda. Secara sponta kalor mengalir dari suatu benda yang bersuhu tinggi menuju benda yang bersuhu lebih rendah. Satuan umum untuk kalor adalah kal dan dapat didefinisika sebagai jumlah kalor yang dihasilkan untuk menaikkan suhu setiap 1 gram air sebesar 1 derajat celcius. Besarnya kalor ang diserap atau dilepaskan oleh suatu benda berbanding lurus dengan massa benda, kalor jeis benda, dan perubhan suhu dari kalorimeter tersebut.Dalam satuan SI satuan kalor adalah joule, satuan kalor yang lainnya adalah kalori. Maka hubungan antar keduanya adalah
1 joule = 0,24 kalori
1kalori = 4,2 joule
Sumber : Sears and Zemanky, 2002
Denagn menggunakan hukum hess, kalor pada reaksi kimia dapat ditentukan berdasarkan data perubahan entalpi pembentukan standar energi ikatan secara eksperimen. Proses dalam kalorimeter adalah termasuk proses adiabatik yaitu tidak ada energi yang lepas atau masuk ke dalam kalorimeter.
Aplikasi prinsip kerja kalorimeter dalam kehidupan sehari-hari adalah
1. Setrika listrik
2. Kompor listrik
3. Hair driyer
4. Magic com
5. Dispenser
Kalor merupakan suatu energi yang berpindah dari benda bersuhu tinggi ke benda yang bersuhu rendah. Benda yang menerima kalor, suhunya akan atau wujudnya berubah. Benda yang melepas kalor, suhunya akan turun atau wujudnya berubah. Jika suatu benda menerima atau melepaskan kalor maka temperatur zat tersebut akan berubah. Besar perubahan temperatur pada benda dapat ditentukan besarnya sesuai dengan besarnya kalor yang diserap atau yang dilepas benda. Kalor jenis suatu benda merupakan karakteristik benda yang mengaitkan kalor yang diserap dengan perubahan temperatur pada benda.
Kalorimeter adalah suatu alat yang digunakan untuk mengukur kalor. Kalorimeter, yang menggunakan teknik pencampuran dua zat dalam suatu wadah, umumnya digunakan untuk menentukan kalor jenis suatu zat. Bebrapa jenis kalorimeter yang sering dipakai antara lain, kalorimeter aluminium, kalorimeter elektrik, kalorimeter gas, dan kalorimeter bom.
Menentukan kalor jenis suatu zat dengan kalorimeter, dapat digunakan hukum kekekalan energi atau asas black. Jika kalor jenis suatu zat diketahui, kalor jenis zat lain yang dicampur dengan zat tersebut dapat dihitung. Dengan menggunakan kalorimeter bom, nilai suatu energi makanan dapat diukur. Sedangkan dengan menggunakan kalorimeter gas jumlah energi yang terkandung dalam bahan bakar fosil dapat diketahui.
Bila dua benda atau lebih mempunyai suhu yang berbeda-beda dan saling bersinggungan, maka akhirnya kedua benda tersebut akan berada dalam kesetimbangan (mempunyai suhu yang sama). Hal ini terjadi disebabkan karena adanya perpindahan kalor di antara benda-benda tersebut. Benda yang suhunya tinggi melepaskan kalor, sedangkan benda yang suhunya rendah akan menyerap kalor. Jumlah kalor yang dilepas dan diterima telah dinyatakan oleh Joseph Black dalam suatu azas yang disebut “asas Black” atau hukum pertukaran panas. Kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu kalorimeter sebesar 1 pada air dengan massa 1 gram disebut tetapan kalorimetri
Mengenai perpindahan kalor, dapat dibagi menjadi 3, yaitu:
1. Konduksi
Konduksi merupakan proses perpindahan kalor tanpa disertai perpindahan partikel. Setiap zat dapat menghantarkan kalor secara konduksi, baik zat yang tergolong konduktor maupun isolator.
2. Konveksi
Konveksi merupakan proses perpindahan kalor yang dilakukan oleh pergerakan fluida akibat perbedaan massa jenis. Contohnya terjadinya angin darat dan angin laut.
3. Radiasi
Radiasi (pancaran) merupakan proses perpindahan energi kalor dalam bentuk gelombang elektromagnetik. Contohnya perpindahan kalor dari matahari ke permukaan bumi.
Kuat arus listrik
Kuat arus listrik (I) adalah banyaknya muatan listrik yang mengalir (Q) tiap satuan waktu dalam suatu penghantar.Secara matematis dapat dituliskan sebagai:
I = Satuan kuat arus listrik adlah coulumb / detik atua sama dengan ampere(A).
Beda potensial
Beda potensial (V) adalah besarnya energi (W) yang diperlukan untuk memindahkan muatan (Q) dari suatu titik yang potensialnya lebih tinggi ke beda potensial yang lebih rendah.Hubungan antara Q,W dan V secara matematis dapat dirumuskan sebagai:
V = ; satuan V adalah = volt
Hambatan (R)
Hambatan (R) merupakan faktor pembanding yang besarnya tetap untuk suatu penghantar tertentu dan pda suhu tertentu.Hambatan selsu dipasng pada lrangkaian listrik dengan besar yang tetap agar kuat arus yang mengalir pada rangkaian tersebut juga tetap besarnya,sehingga tegangan yang diberiakan pada ujung-ujung hambatan besarnya harus tetap juga.Bila tegangan yang diberikan pada ujung-ujung hambatan diperkecil,sedangkan hambatan yang dipasang besarnya tetap maka kuat arus yang mengalir jadi kecil,hanya setengahnya.Sedangkan bila tegangan yang diberikan pada ujung-ujung hambatan diperbesar ,dan hambatan yang terpasang besarnya tetap,maka kuat arus yang mengalir akan bertambah besar.Faktor-faaktor yang mempengaruhi besarnya hambatan suatu penghantar adalah segagai berikut :
1. Panjang kawat,yaitu semakin panjang kawat penghantar,semakin besar pula nilai hambatannya
2. Luas penampang kawat,yaitu semakin besar luas penampang suatu penghantar semakin kecil nilai hambatannya
3. Hambat jenis kawat,yaitu semakin besar hambat jenis suatu penghantar semakin besar pula nilai hambatannya.
Daya listrik
Daya listrik adalah besarnya energi listrik yang dapat diubah menjadi bentuk energi lain tiap satuan waktu.Hubungan antara daya listrik,energi listrik,dan waktu dapat dituliskan sebagai :
P = ;
P = daya listrik,satuannya joule/sekon = watt(W)
W = energi listrik,satuannya joule(j)
t = waktu,satuannya sekon (s)
rumus di atas dapat ditulis sebagai:
p = = V. I ; watt = volt . ampere (VA)
p = I2.R ; watt = ampere2 . ohm (
p = ; watt = volt2 / ohm (V2/ )
Kalor
Kalor merupakan energi yang ditransfer dari satu benda ke benda yang lainnya karena adanya perbedaan temperatur.Dalam satuan SI,satuan untuk kalor,sebagaimana bentuk energi lain ,adalah joule.Para ilmuan dahulu mempunyai gagasan aneh mengenai sifat kalor.Mereka menganggap sebagai zat cair yang disebut kalorik.Semua zat dianggap mempunyai kalorik sampai jumlah tertentu sesuai dengan seberapa panasnya.Kalorik ini dipertahankan sehingga apabila suatu benda dipanaskan oleh benda lain berarti bahwa kalorik dipindahkan dari benda yang lebih panas.Seandainya ide ini dibenarkan oleh kenyataan bahwa kalau bahan bakar terbakar,bobotnya akan berkurang.Namun,ketika para ilmuwan berusaha menentukan perubahan bobot pada zat yang dibakar,mereka menemukan bahwa hasilnya membingungkan dan sering bertentangan.Hal inilah yang menyebabkan para ilmuwan tidak membuat teori kalorik.Mereka hanya memperbaiki teorinya sedikit dengan menyatakan bahwa kalorik adalah suatu zat cair yang tidak berbobot.Pada tahun 1800-an sejumlah ilmuawan mengemukakan bahwa kalor berhubungan dengan energi,terutama seorang ilmuawan seorang pembuat minuman dari Inggris,James Presscot Joule(1818-1819).
Kalor jenis
Banyaknya kalor (Q) yang diperlukan suatu untuk menaikan suhu benda sebanding dengan massa(m) dan perubahan suhu zat ( ),dirumuskan sebagai:
Q = m.c. ; satuanya joule atau kalori
c = kalor jenis (J.Kg-1.K-1)
Q = banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikan suhu satu kilogram suatu benda sebesar satu derajat celcius.
Selain joule,satuan kalor yang biasa digunakan adalah kalori,denga konversi :
1 joule =0.24 kalori atau 1 kalori =4.18 joule.
1 kalori didefinisikan sebagai banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikan suhu satu gram air murni sebesar satu derajat celsius.
Hukum Ohm
Bunyi hukum Ohm adalah kuat arus yang mengalir dalam suatu penghantar sebanding dengan beda potensial antar ujung-ujung penghantar tersebut aslalkan suhu penghantar tetap.Secara sistematis,kesebandingan kuat arus(I) dengan beda potensial (V) dapat dituliskan dalambentuk persaan: V = I R
R merupakan faktor pembanding yang besarnya tetap untuk suatu penghantar tertentu(pada suhu tertentu).Faktor pembanding tersebut dinamakan hambatan suatu penghantar.
R = ; satuan R adalah = ohm,dengan lambang .Jadi hambatan suatu penghantar adalah hasil bagi beda potensialantara ujung-ujung penghantar dengan kuat arus dalam penghantar itu.
Asas Black
Bunyi asas Black adalah banyaknya kalor yang dilepaskan oleh benda yang bersuhu tinggi, banyaknya kalor yang diterima (diserap oleh benda yang bersuhu rendah.secara matematis,asas Black dirumuskan sebagai :
Qlepas = Qterim
Kalorimeter
Kalori meter adalah alat yang digunakan untuk mengukur kalor.Kalori meter terdiri dari sebuah bejana logam yang kalor jenisnya diketahui.Bejana ini biasanya ditempatkan dalam bejana lain yang lebih besar .Kedua bejana ini dipisahkan oleh sebuah penyekat,misalnya gabus atau wol.Kegunaan bejana luar adalah sebagai jaket pelindung agar pertukaran kalor dengan sekitar kalorimetewr dapat dikurangi.Kalorimeter juga dilengkapi dengan batang pengaduk.Pada waktu zat dicampurkan dalam kalori meter,air di dalam kalorimeter perlu diaduk agar diperoleh suhu yang merata sebagai akibat pencampuran dua zat yyang suhunya berbeda.Zat yang ditentukan kalor jenisnya dipanaskan sampai pada suhu tertentu.Kemudian zat tersebut segera dimasukan ke dalam kalori meter yang berisi air,yang suhu dan massanya telah diketahui.Kalori meter diaduk sampai suhunya tidak berubah lagi.Dalam penggunaan kalorimeter adabeberapa hal yang harus diperhitungkan.Satu diantaranya adalah kalor yang diambil oleh tempat air dan termometer.Kalor ini harus diperhitungkan sebab air harus diwadahi dan suhu harus diukur dengan mencelupkan termometer ke air tersebut.Hal lain ialah hilangnya sejumlah kalor ketika logam alumunium dipindahkan dari tempat pemanas ke air.Pada perjalanan dari tempat pemanas ke air tentu ada kalor yang hilang karena persentuhan dengan udara dan yang dipancarankan.Akan tetapi kehilangan kalor yang yterakhir ini sukar diperhitungkan.Kehilangan kalor karena diambil oleh wadah dapat diperhitungkan,sedangkan kalor yang diambil oleh termometer sukar diperhitungkan.Akan tetapi karena ukuran termometer biasanya kecil,kalor yang diambil selalu diabaikan.
Daftar Pustaka
Chang, Raymond. 2005. Kimia Dasar. Jakarta : Erlangga
Giancoli, Douglas C. 1998. Fisika Edisi Kelima Jilid 1. Erlangga : Jakarta.
Moran. 2002. Termodinamika Teknik. Jakarta : Erlangga
SEARS & ZEMANSKY, 2002, Fisika Universitas, Penerbit Bina Cipta, Bandung.
Tippler, A paul.1998.Fisika untuk sains dan Tekhnik jilid 1.jakarta : Erlangga
Sabtu, 22 November 2014
teori praktikum kelembaban udara
C. LANDASAN TEORI
Dalam kehidupan sehari hari kelembaban udara sadalah sesuatu yang sangat penting, karena ini akan sangat mempengaruhi temperature. Dalam atmosfer (lautan udara) senantiasa terdapat uap air. Kadar uap air dalam udara disebut kelembaban (lengas udara). Kadar ini selalu berubah-ubah tergantung pada temperatur udara setempat. Kelembaban udara adalah persentase kandungan uap air dalam udara. Kelembaban udara ditentukan oleh jumlah uap air yang terkandung di dalam udara. Total massa uap air per satuan volume udara disebut sebagai kelembaban absolut. Perbandingan antara massa uap air dengan massa udara lembab dalam satuan volume udara tertentu disebut sebagai kelembaban spesifik. Massa udara lembab adalah total massa dari seluruh gas-gas atmosfer yang terkandung, termasuk uap air. jika massa uap air tidak diikutkan, maka disebut sebagai massa udara kering.
B.TujuanPercobaan
Menentukan kelembaban udara suatu ruangan.
Kelembaban udara adalah banyaknya uap air di dalam udara. Kelembaban udara dibedakan menjadi dua macam:
a. Kelembaban mutlak (absolut), adalah banyak sedikitnya uap air dalam gram pada 1 cm3 atau jumlah uap air yang dikandung udara pada suatu daerah tertentu yang dinyatakan dalam gram uap air tiap m3 udara. Kelembaban absolut tergantung pada suhu yang mempengaruhi kekuatan udara untuk memuat uap air. Tiap-tiap suhu mempunyai batas dari uap air yang dimuatnya.
b. Kelembaban relatif (nisbi), yaitu perbandingan antara uap air di udara pada suhu yang sama, dengan jumlah uap air maksimum yang dikandung udara dan dinyatakan dengan persen. Pada suhu udara yang semakin naik maka kelembaban relatif akan semakin kecil. Kelembaban relatif paling besar adalah 100%. Pada saat itu terjadi titik pengembunan, artinya pendinginan terus berlangsung dan terjadilah kondensasi yaitu uap air menjadi titik air dan jika melampaui titik beku terjadilah kristal es atau salju. Alat pengukur kelembaban relatif adalah higrometer rambut.
Uap air adalah suatu gas, yang tidak dapat dilihat, yang merupakan salah satu bagian dari atmosfer. Kabut dan awan adalah titik air atau butir-butir air yang melayang-layang di udara. Kabut melayang-layang dekat permukaan tanah, sedangkan awan melayang-layang di angkasa. Banyaknya uap air yang di kandung oleh hawa tergantung pada temperatur. Makin tingggi temperatur makin banyak uap air yang dapat dikandung oleh hawa.
Besaran yang sering dipakai untuk menyatakan kelembaban udara adalah kelembaban nisbi yang diukur dengan psikrometer atau higrometer. Kelembaban nisbi berubah sesuai tempat dan waktu. Pada siang hari kelembaban nisbi berangsur – angsur turun kemudian pada sore hari sampai menjelang pagi bertambah besar.
Kelembaban udara disuatu tempat berbeda-beda, tergantung pada tempatnya. Hal ini disebabkan oleh beberapa faktor yang mempengaruhinya, diantaranya: Jumlah radiasi yang dipancatkan matahari yang diterima bumi, pengaruh daratan atau lautan, pengaruh ketinggian (altitude) dan pengaruh angin.
Kelembaban udara yang lebih tinggi pada udara dekat permukaan pada siang hari disebabkan karena penambahan uap air hasil evapotranspirasi dari permukaan. Proses ini berlangsung karena permukaan tanah menyerap radiasi matahari selama siang hari tersebut. Pada malam hari, akan berlangsung proses kondensasi atau pengembunan yang memanfaatkan uap air yang berasal dari udara. Oleh sebab itu, kandungan uap air di udara dekat permukaan tersebut akan berkurang.
Kelembaban yang mutlak adalah bilangan yang menyatakan uap-uap air yang ada dalam 1 meter kubit udara (gram uap air/m3 udara). Kelembaban spesifik adalah bilangan yang menyatakan berat uap air yang ada dalam 1 kg udara lembab atau basah (gram uap air/kg udara basah). Kelembaban spesifik pada gerakan vertikal tetap sam jika selama itu tidak terjadi pengembunan atau kondensasi. Kelembaban spesifik/ nisbi adarah ukuran untuk tingkat kekenyangan suatu massa udara dengan uap air. Kelembaban relative dinyatakan dengan perbandingan antara perbandingan antara jumlah uap air yang besar-besar ada dalam udara dengan jumlah uap air yang maxsimum dikali seratus dinyatakan dalam persen (%)
Kelembaban relatif yang merupakan ukuran bagi kemampuan udara pada suhu yang ada untuk menyurap uap lebih lanjut. Kelembaban relative diukur dengan menghembuskan udara pada 2 buah thermometer, salah satu diantaranya dibungkus dengan kain basah (bola basah) dan lainnya kering (bola kering), thermometer tersebut dinamakan Psykrometer. Faktor lain yang mempengaruhi evaporasi adalah kelembaban relative udara. Jika kelembaban relatif naik maka kemampuan udara untuk menyerap air akan berkurang.
Kelembaban udara ditentukan oleh banyaknya uap air dalam udara. Kalau tekanan uap air dalam udara mencapai maksimum . maka mulailah terjadi pengembunan. Temperature dimana terjadi pengembunan disebut titik embun.
Kelembaban mutlak adalah massa uap air dalam udara per satuan volume. Sedangkan kelembaban relative adalah perbandingan antara massa uap air per satuan volume dalam udara dengan massa uap air per satuan volume itu kalau tekananya sama dengan tekanan maksimum uap air pada temperatur udara, atau ditulis sebagai
Kelembaban relative =
Untuk menentukan tekanan uap air dalam udara, digunakan perumusan (Humpreys, 1940).
P=Pmax-0,00066 B(tk – tb) (1)
Dengan P = tekanan uap air dalam udara
Pm = tekanan uap air maksimum pada termperatur udara
B = barometer
tk = temperature yang ditunjukkan oleh tempreratur kering
tb = temperature yng ditunjukkan oleh temperature basah
Proses perubahan air menjadi uap air disebut penguapan (vaporisasi atau evaporasi). Molekul-molekul air yang mempunyai energi kinetik yang cukup untuk mengatasi gaya-gaya tarik yang cenderung untuk menahannya dalam badan air di proyeksikan melalui permukaan air. Oleh karena energi kinetik bertambah dan tegangan permukaan berkuranng ketika temperatur naik, maka laju pernguapan naik menurut temperatur. Hampir semua uap di atmosfer adalah hasil penguapan dari permukaan air.
Kelembaban udara pada ketinggian lebih dati 2 meter dari permukaan menunjukkan perbedaan yang nyata antara malam dan siang hari. Pada lapisan udara yang lebih tinggi tersebut, pengaruh angin terjadi lebih besar. Udara lembab dan udara kering dapat tercampur lebih cepat
Kelembaban udara yang lebih tinggi pada udara dekat permukaan pada siang hari disebabkan karena penambahan uap air hasil evapotranspirasi dari permukaan. Proses ini berlangsung karena permukaan tanah menyerap radiasi matahari selama siang hari tersebut. Pada malam hari, akan berlangsung proses kondensasi atau pengembunan yang memanfaatkan uap air yang berasal dari udara. Oleh sebab itu, kandungan uap air di udara dekat permukaan tersebut akan berkurang.
Dalam kelembaban ini kita mengenal beberapa istilah yaitu kelembaban mutlak, kelembaban specifik dan kelembaban relatif. Kelembaban mutlak adalah massa uap air yang berada dalam satu satuan udara yang dinyatakkan dalam gram/ m, kelembaban specifik merupakan perbandingan massa uap air di udara dengan satuan massa udara yang dinyatakkan dalam gram/ kilogram, sedangkan kelembaban relatif merupakan perbandingan jumlah uap air di udara dengan jumlah maksimum uap air yang kandung panas dan temperatur tertentu yang dinyatakkan dalam persen ( % ).
Beberapa prinsip yang umum digunakan dalam pengukuran kelembaban udara yaitu metode pertambahan panjang dan berat pada benda-benda higroskopis, serta metode termodinamika. Alat pengukur kelembaban udara secara umum disebut hygrometer sedangkan yang menggunakan metode termodinamika disebut psikrometer
DAFTAR PUSTAKA
Handoko. 1994. Klimatologi Dasar, landasan pemahaman fisika atmosfer dan unsur- unsur iklim. PT. Dunia Pustaka Jaya, Jakarta
Hardjodinomo, Soekirno. 1975. Ilmu Iklim dan Pengairan. Binacipta, Bandung
Humpreys,W.J.1940.Physics of the air.The Maple Press Company.York.P.A,hal 15.
Karim, Kamarlis. 1986. Dasar-Dasar Klimatologi FP Unsyiah. Banda Aceh
Kartaspoetra, Gunarsih Ance. 1990. Klimatologi Pengaruh Iklim Terhadap Tanah dan Tanaman. Bumi Aksara. Jakarta.
Lakitan, Benyamin. 1994. Dasar-Dasar Klimatologi. PT. Raja Grafindo Persada, Jakarta.
Linsley dan kawan-kawan. 1989. Hidrologi Untuk Insinyur. Erlangga. Jakarta.
Soemarto, C.D. 1986. Hidrologi Teknik. Erlangga. Jakarta.
Dalam kehidupan sehari hari kelembaban udara sadalah sesuatu yang sangat penting, karena ini akan sangat mempengaruhi temperature. Dalam atmosfer (lautan udara) senantiasa terdapat uap air. Kadar uap air dalam udara disebut kelembaban (lengas udara). Kadar ini selalu berubah-ubah tergantung pada temperatur udara setempat. Kelembaban udara adalah persentase kandungan uap air dalam udara. Kelembaban udara ditentukan oleh jumlah uap air yang terkandung di dalam udara. Total massa uap air per satuan volume udara disebut sebagai kelembaban absolut. Perbandingan antara massa uap air dengan massa udara lembab dalam satuan volume udara tertentu disebut sebagai kelembaban spesifik. Massa udara lembab adalah total massa dari seluruh gas-gas atmosfer yang terkandung, termasuk uap air. jika massa uap air tidak diikutkan, maka disebut sebagai massa udara kering.
B.TujuanPercobaan
Menentukan kelembaban udara suatu ruangan.
Kelembaban udara adalah banyaknya uap air di dalam udara. Kelembaban udara dibedakan menjadi dua macam:
a. Kelembaban mutlak (absolut), adalah banyak sedikitnya uap air dalam gram pada 1 cm3 atau jumlah uap air yang dikandung udara pada suatu daerah tertentu yang dinyatakan dalam gram uap air tiap m3 udara. Kelembaban absolut tergantung pada suhu yang mempengaruhi kekuatan udara untuk memuat uap air. Tiap-tiap suhu mempunyai batas dari uap air yang dimuatnya.
b. Kelembaban relatif (nisbi), yaitu perbandingan antara uap air di udara pada suhu yang sama, dengan jumlah uap air maksimum yang dikandung udara dan dinyatakan dengan persen. Pada suhu udara yang semakin naik maka kelembaban relatif akan semakin kecil. Kelembaban relatif paling besar adalah 100%. Pada saat itu terjadi titik pengembunan, artinya pendinginan terus berlangsung dan terjadilah kondensasi yaitu uap air menjadi titik air dan jika melampaui titik beku terjadilah kristal es atau salju. Alat pengukur kelembaban relatif adalah higrometer rambut.
Uap air adalah suatu gas, yang tidak dapat dilihat, yang merupakan salah satu bagian dari atmosfer. Kabut dan awan adalah titik air atau butir-butir air yang melayang-layang di udara. Kabut melayang-layang dekat permukaan tanah, sedangkan awan melayang-layang di angkasa. Banyaknya uap air yang di kandung oleh hawa tergantung pada temperatur. Makin tingggi temperatur makin banyak uap air yang dapat dikandung oleh hawa.
Besaran yang sering dipakai untuk menyatakan kelembaban udara adalah kelembaban nisbi yang diukur dengan psikrometer atau higrometer. Kelembaban nisbi berubah sesuai tempat dan waktu. Pada siang hari kelembaban nisbi berangsur – angsur turun kemudian pada sore hari sampai menjelang pagi bertambah besar.
Kelembaban udara disuatu tempat berbeda-beda, tergantung pada tempatnya. Hal ini disebabkan oleh beberapa faktor yang mempengaruhinya, diantaranya: Jumlah radiasi yang dipancatkan matahari yang diterima bumi, pengaruh daratan atau lautan, pengaruh ketinggian (altitude) dan pengaruh angin.
Kelembaban udara yang lebih tinggi pada udara dekat permukaan pada siang hari disebabkan karena penambahan uap air hasil evapotranspirasi dari permukaan. Proses ini berlangsung karena permukaan tanah menyerap radiasi matahari selama siang hari tersebut. Pada malam hari, akan berlangsung proses kondensasi atau pengembunan yang memanfaatkan uap air yang berasal dari udara. Oleh sebab itu, kandungan uap air di udara dekat permukaan tersebut akan berkurang.
Kelembaban yang mutlak adalah bilangan yang menyatakan uap-uap air yang ada dalam 1 meter kubit udara (gram uap air/m3 udara). Kelembaban spesifik adalah bilangan yang menyatakan berat uap air yang ada dalam 1 kg udara lembab atau basah (gram uap air/kg udara basah). Kelembaban spesifik pada gerakan vertikal tetap sam jika selama itu tidak terjadi pengembunan atau kondensasi. Kelembaban spesifik/ nisbi adarah ukuran untuk tingkat kekenyangan suatu massa udara dengan uap air. Kelembaban relative dinyatakan dengan perbandingan antara perbandingan antara jumlah uap air yang besar-besar ada dalam udara dengan jumlah uap air yang maxsimum dikali seratus dinyatakan dalam persen (%)
Kelembaban relatif yang merupakan ukuran bagi kemampuan udara pada suhu yang ada untuk menyurap uap lebih lanjut. Kelembaban relative diukur dengan menghembuskan udara pada 2 buah thermometer, salah satu diantaranya dibungkus dengan kain basah (bola basah) dan lainnya kering (bola kering), thermometer tersebut dinamakan Psykrometer. Faktor lain yang mempengaruhi evaporasi adalah kelembaban relative udara. Jika kelembaban relatif naik maka kemampuan udara untuk menyerap air akan berkurang.
Kelembaban udara ditentukan oleh banyaknya uap air dalam udara. Kalau tekanan uap air dalam udara mencapai maksimum . maka mulailah terjadi pengembunan. Temperature dimana terjadi pengembunan disebut titik embun.
Kelembaban mutlak adalah massa uap air dalam udara per satuan volume. Sedangkan kelembaban relative adalah perbandingan antara massa uap air per satuan volume dalam udara dengan massa uap air per satuan volume itu kalau tekananya sama dengan tekanan maksimum uap air pada temperatur udara, atau ditulis sebagai
Kelembaban relative =
Untuk menentukan tekanan uap air dalam udara, digunakan perumusan (Humpreys, 1940).
P=Pmax-0,00066 B(tk – tb) (1)
Dengan P = tekanan uap air dalam udara
Pm = tekanan uap air maksimum pada termperatur udara
B = barometer
tk = temperature yang ditunjukkan oleh tempreratur kering
tb = temperature yng ditunjukkan oleh temperature basah
Proses perubahan air menjadi uap air disebut penguapan (vaporisasi atau evaporasi). Molekul-molekul air yang mempunyai energi kinetik yang cukup untuk mengatasi gaya-gaya tarik yang cenderung untuk menahannya dalam badan air di proyeksikan melalui permukaan air. Oleh karena energi kinetik bertambah dan tegangan permukaan berkuranng ketika temperatur naik, maka laju pernguapan naik menurut temperatur. Hampir semua uap di atmosfer adalah hasil penguapan dari permukaan air.
Kelembaban udara pada ketinggian lebih dati 2 meter dari permukaan menunjukkan perbedaan yang nyata antara malam dan siang hari. Pada lapisan udara yang lebih tinggi tersebut, pengaruh angin terjadi lebih besar. Udara lembab dan udara kering dapat tercampur lebih cepat
Kelembaban udara yang lebih tinggi pada udara dekat permukaan pada siang hari disebabkan karena penambahan uap air hasil evapotranspirasi dari permukaan. Proses ini berlangsung karena permukaan tanah menyerap radiasi matahari selama siang hari tersebut. Pada malam hari, akan berlangsung proses kondensasi atau pengembunan yang memanfaatkan uap air yang berasal dari udara. Oleh sebab itu, kandungan uap air di udara dekat permukaan tersebut akan berkurang.
Dalam kelembaban ini kita mengenal beberapa istilah yaitu kelembaban mutlak, kelembaban specifik dan kelembaban relatif. Kelembaban mutlak adalah massa uap air yang berada dalam satu satuan udara yang dinyatakkan dalam gram/ m, kelembaban specifik merupakan perbandingan massa uap air di udara dengan satuan massa udara yang dinyatakkan dalam gram/ kilogram, sedangkan kelembaban relatif merupakan perbandingan jumlah uap air di udara dengan jumlah maksimum uap air yang kandung panas dan temperatur tertentu yang dinyatakkan dalam persen ( % ).
Beberapa prinsip yang umum digunakan dalam pengukuran kelembaban udara yaitu metode pertambahan panjang dan berat pada benda-benda higroskopis, serta metode termodinamika. Alat pengukur kelembaban udara secara umum disebut hygrometer sedangkan yang menggunakan metode termodinamika disebut psikrometer
DAFTAR PUSTAKA
Handoko. 1994. Klimatologi Dasar, landasan pemahaman fisika atmosfer dan unsur- unsur iklim. PT. Dunia Pustaka Jaya, Jakarta
Hardjodinomo, Soekirno. 1975. Ilmu Iklim dan Pengairan. Binacipta, Bandung
Humpreys,W.J.1940.Physics of the air.The Maple Press Company.York.P.A,hal 15.
Karim, Kamarlis. 1986. Dasar-Dasar Klimatologi FP Unsyiah. Banda Aceh
Kartaspoetra, Gunarsih Ance. 1990. Klimatologi Pengaruh Iklim Terhadap Tanah dan Tanaman. Bumi Aksara. Jakarta.
Lakitan, Benyamin. 1994. Dasar-Dasar Klimatologi. PT. Raja Grafindo Persada, Jakarta.
Linsley dan kawan-kawan. 1989. Hidrologi Untuk Insinyur. Erlangga. Jakarta.
Soemarto, C.D. 1986. Hidrologi Teknik. Erlangga. Jakarta.
Sabtu, 08 November 2014
Laporan Fotosintesis
fotosintesis
PENDAHULUAN
I.1.Latar belakang
Fotosintesis berasal dari kata foton yang berarti cahaya dan sintesis yang berarti penyusunan. Jadi fotosintesis adalah proses penyusunan dari zat organik H2O dan CO2 menjadi senyawa organik yang kompleks yang memerlukan cahaya. Fotosintesis hanya dapat terjadi pada tumbuhan yang mempunyai klorofil, yaitu pigmen yang berfungsi sebagai penangkap energi cahaya matahari (Kimball, 2002).
REAKSI FOTOSINTESIS
6H2¬O + 6O¬¬2 ¬¬¬ C6¬H12O6 + 6CO2
Fungsi suatu sel hidup bergantung pada persediaan energi yang tidak henti-hentinya, sumber energi ini tersimpan dalam molekul-molekul organik seperti karbohidrat. Organisme heterotrofik hidup dan tumbuh dengan memasukkan molekul-molekul organik ke dalam sel-selnya. Satu-satunya sumber molekul bahan bakar yang menjadi tempat bergantung seluruh kehidupan ialah fotosintesis. Proses ini berlangsung di dalam jasad berfotosintesis, termasuk jasad tumbuhan tinggi, tumbuhan pakis, lumut, ganggang (ganggang hijau, biru, merah, dan coklat), berbagai jasad renik dll (Malcome,1990).
Pada percobaan ini terdapat dua kegiatan yaitu uji sachs untuk mengetahui apakah tanpa cahaya daun tidak berfotosintesis, dan ingenhousz untuk mengetahui hubungan intensitas cahaya dengan laju fotosintesis.
Suatu sifat fisiologi yang hanya dimiliki khusus oleh tumbuhan ialah kemampuannya untuk menggunakan zat-karbon dari udara untuk diubah menjadi bahan organik serta diasimilasikan di dalam tubuh tanaman. Peristiwa ini hanya berlangsung cukup cahaya dan oleh karena itu maka asimilasi zat-karbon disebut juga fotosintesis. Lengkapnya adalah bahwa fotosintesis atau asimilasi zat-karbon itu suatu proses di mana zat-zat anorganik H2O dan CO2 oleh klorofil diubah menjadi zat organik karbohidrat dengan pertolongan cahaya matahari. Pengubahan energi sinar menjadi energy kimia (karbohidrat) dan kemudian pengubahan energi kimia menjadi energi kerja pada peristiwa pernefasan dalam tubuh tumbuhan merupakan rangkaian proses kehidupan di dunia ini (Dwidjoseputro,1996).
Tumbuhan terutama tumbuhan tingkat tinggi, untuk memperoleh makanan sebagai kebutuhan pokoknya agar tetap bertahan hidup, tumbuhan tersebut harus melakukan suatu proses yang dinamakan proses sintesis karbohidrat yang terjadi dibagian daun satu tumbuhan yang memiliki kloropil, dengan menggunakan cahaya matahari. Cahaya matahari merupakan sumber energi (Salisbury dan Ross,1995).
Fotosintesis merupakan suatu proses biologi yang kompleks, proses ini menggunakan energi dan cahaya matahari yang dapat dimanfaatkan oleh klorofil yang terdapat dalam kloroplas. Seperti halnya mitokondria, kloroplas mempunyai membran luar dan membran dalam. Membran dalam mengelilingi suatu stroma yang mengandung enzim-enzim tang larut dalam struktur membran yang disebut tilakoid. Proses fotosintesis dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain air (H2O), konsentrasi CO2, suhu, umur daun, translokasi karbohidrat dan cahaya yang diperlukan tumbuhan untuk proses tersebut. Tanpa adanya cahaya matahari tumbuhan tidak akan mampu melakukan proses fotosintesis, hal ini disebabkan klorofil yang berada didalam daun tidak dapat menggunakan cahaya matahari karena klorofil hanya akan berfungsi bila ada cahaya matahari (Dwidjoseputro, 1996).
Pada tahun 1860, Sach membuktikan bahwa fotosintesis menghasilkan amilum. Dalam percobaannya tersebut ia mengguanakan daun segar yang sebagian dibungkus dengan kertas timah kemudian daun tersebut direbus, dimasukkan kedalam alkoholdan ditetesi dengan iodium. Ia menyimpulkan bahwa warna biru kehitaman pada daun yang tidak ditutupi kertas timah menandakan adanya amilum (Malcome, 1990).
Karbohidrat merupakan senyawa karbon yang terdapat di alam sebagai molekul yang kompleks dan besar. Karbohidrat sangat beraneka ragam contohnya seperti sukrosa, monosakarida, dan polisakarida. Monosakarida adalah karbohidrat yang paling sederhana. Monosakarida dapat diikat secara bersama-sama untuk membentuk dimer, trimer dan lain-lain. Dimer merupakan gabungan antara dua monosakarida dan trimer terdiri dari tiga monosakarida (Kimball, 2002).
Orang yang pertama kali menemukan fotosintesis adalah Jan Ingenhousz. Fotosintesis merupakan suatu proses yang penting bagi organisme di bumi, dengan fotosintesis ini tumbuhan menyediakan bagi organisme lain baik secara langsung maupun tidak langsung. Jan Ingenhosz melakukan percobaan dengan memasukkan tumbuhan Hydrilla verticillata ke dalam bejana yang berisi air. Bejana gelas itu ditutup dengan corong terbalik dan diatasnya diberi tabung reaksi yang diisi air hingga penuh, kemudian bejana itu diletakkan di terik matahari. Tak lama kemudian muncul gelembung udara dari tumbuhan air itu yang menandakan adanya oksigen (Kimball, 2002).
Untuk mengetahui bagaimana cahaya menyebabkan terjadinya fotosintesis, perlu diketahui terlebih dahulu sifat-sifat cahaya. Cahaya memiliki sifat gelombang (wave nature) dan sifat partikel (particle nature). Cahaya mencakup bagian dari energi matahari dengan panjang gelombang antara 390 nm sampai 760 nm, dan tergolong cahaya tampak. Kisaran ini merupakan porsi kecil dari kisaran spektrum elektromagnetik (Lakitan, 1996).
II.2 Percobaan Sachs
Pada tahun 1860, Sach membuktikan bahwa fotosintesis menghasilkan amilum. Dalam percobaannya tersebut ia mengguanakan daun segar yang sebagian dibungkus dengan kertas timah kemudian daun tersebut direbus, dimasukkan kedalam alkohol dan ditetesi dengan iodium. Ia menyimpulkan bahwa warna biru kehitaman pada daun yang tidak ditutupi kertas timah menandakan adanya amilum (Malcome, 1990).
Pada uji Sachs ini bertujuan melakukan uji apakah tanpa cahaya daun tidak berfotosintesis. Percobaan ini berdasar pada ciri hidup yang hanya dimiliki oleh tumbuhan hijau yaitu kemampuan dalam menggunakan karbon dioksida dari udara untuk diubah menjadi bahan organik serta direspirasikan /dessimilasi bahan organik dalam tubuhnya sehingga zat organik itu bisa digunakan untuk aktivitas makhluk hidup (Malcome, 1990).
II.3 Percobaan Ingenhousz
Orang yang pertama kali menemukan fotosintesis adalah Jan Ingenhousz. Fotosintesis merupakan suatu proses yang penting bagi organisme di bumi, dengan fotosintesis ini tumbuhan menyediakan bagi organisme lain baik secara langsung maupun tidak langsung. Jan Ingenhosz melakukan percobaan dengan memasukkan tumbuhan Hydrilla verticillata ke dalam bejana yang berisi air. Bejana gelas itu ditutup dengan corong terbalik dan diatasnya diberi tabung reaksi yang diisi air hingga penuh, kemudian bejana itu diletakkan di terik matahari. Tak lama kemudian muncul gelembung udara dari tumbuhan air itu yang menandakan adanya oksigen (Kimball, 1993).
Fotosintesis berasal dari kata foton yang berarti cahaya dan sintesis yang berarti penyusunan. Jadi fotosintesis adalah proses penyusunan dari zat organic H2O dan CO2 menjadi senyawa organik yang kompleks yang memerlukan cahaya. Fotosintesis hanya dapat terjadi pada tumbuhan yang mempunyai klorofil, yaitu pigmen yang berfungsi sebagai penangkap energi cahaya matahari (Kimball, 2002).
Orang yang pertama kali menemukan fotosintesis adalah Jan Ingenhousz. Fotosintesis merupakan suatu proses yang penting bagi organisme di bumi, dengan fotosintesis ini tumbuhan menyediakan bagi organisme lain baik secara langsung maupun tidak langsung. Jan Ingenhosz melakukan percobaan dengan memasukkan tumbuhan Hydrilla verticillata ke dalam bejana yang berisi air. Bejana gelas itu ditutup dengan corong terbalik dan diatasnya diberi tabung reaksi yang diisi air hingga penuh, kemudian bejana itu diletakkan di terik matahari. Tak lama kemudian muncul gelembung udara dari tumbuhan air itu yang menandakan adanya oksigen (Kimball, 1993).
Pada tahun 1860, Sach membuktikan bahwa fotosintesis menghasilkan amilum. Dalam percobaannya tersebut ia mengguanakan daun segar yang sebagian dibungkus dengan kertas timah kemudian daun tersebut direbus, dimasukkan kedalam alkoholdan ditetesi dengan iodium. Ia menyimpulkan bahwa warna biru kehitaman pada daun yang tidak ditutupi kertas timah menandakan adanya amilum (Malcome, 1990).
Fotosintesis berlangsung dalam 2 tahap, yaitu :
1. Reaksi Terang
Reaksi terang fotosintesis merupakan reaksi pengikatan energi cahaya oleh klorofil yang berlangsung digrana yang dilaksanakan oleh fotosistem. Fotosistem merupakan unit yang mampu menangkap energi cahay matahari dalam rantai transfor elektron pada fotosintesis. Tersusun atas kompleks antene pusat reaksi dan akseptor elektrona (Saimbolon, 1989).
2. Reaksi gelap
Reaksi gelap fotosintesis merupakan reaksi pengikatan CO2 oleh molekul RBP (Ribolosa Bifosfat) untuk mensintesis gula yang berlangsung distroma, reaksi gelap meliputi 3 hal penting, yaitu:
a. Karboksilasi merupakan pengikatan CO2 oleh RPB untuk membentuk molekul PGA.
b. Reduksi : PGA (3C) direduksi oleh NADPH menjadi PGAL (3C).
c. Regenerasi : pembentukan kembali RBP
B. Faktor penentu laju fotosintesis
Proses fotosintesis dipengaruhi beberapa faktor yaitu faktor yang dapat memengaruhi secara langsung seperti kondisi lingkungan maupun faktor yang tidak memengaruhi secara langsung seperti terganggunya beberapa fungsi organ yang penting bagi proses fotosintesis. Proses fotosintesis sebenarnya peka terhadap beberapa kondisi lingkungan meliputi kehadiran cahaya matahari, suhu lingkungan, konsentrasi karbondioksida (CO2). Faktor lingkungan tersebut dikenal juga sebagai faktor pembatas dan berpengaruh secara langsung bagi laju fotosintesis.
Faktor pembatas tersebut dapat mencegah laju fotosintesis mencapai kondisi optimum meskipun kondisi lain untuk fotosintesis telah ditingkatkan, inilah sebabnya faktor-faktor pembatas tersebut sangat memengaruhi laju fotosintesis yaitu dengan mengendalikan laju optimum fotosintesis. Selain itu, faktor-faktor seperti translokasikarbohidrat, umur daun, serta ketersediaan nutrisi memengaruhi fungsi organ yang penting pada fotosintesis sehingga secara tidak langsung ikut memengaruhi laju fotosintesis. (Saimbolon,1989)
Berikut adalah beberapa faktor utama yang menentukan laju fotosintesis :
1. Intensitas cahaya
Laju fotosintesis maksimum ketika banyak cahaya.
2. Konsentrasi karbon dioksida
Semakin banyak karbon dioksida di udara, makin banyak jumlah bahan yang dapt digunakan tumbuhan untuk melangsungkan fotosintesis.
3. Suhu
Enzim-enzim yang bekerja dalam proses fotosintesis hanya dapat bekerja pada suhu optimalnya. Umumnya laju fotosintensis meningkat seiring dengan meningkatnya suhu hingga batas toleransi enzim.
4. Kadar air
Kekurangan air atau kekeringan menyebabkan stomata menutup, menghambat penyerapan karbon dioksida sehingga mengurangi laju fotosintesis.
5. Kadar fotosintat (hasil fotosintesis)
Jika kadar fotosintat seperti karbohidrat berkurang, laju fotosintesis akan naik.
Bila kadar fotosintat bertambah atau bahkan sampai jenuh, laju fotosintesis akan berkurang.
6. Tahap pertumbuhan
Penelitian menunjukkan bahwa laju fotosintesis jauh lebih tinggi pada tumbuhan yang sedang berkecambah ketimbang tumbuhan dewasa. Hal ini mungkin dikarenakan tumbuhan berkecambah memerlukan lebih banyak energi dan makanan untuk tumbuh. (Saimbolon,1989)
DAFTAR PUSTAKA
Dwidjoseputro. 1996. Pengantar Fisiologi Tumbuhan. Jakarta:Gramedia Pustaka Utama.
Kimball, J. W. 1993. Biologi Umum. Erlangga. Jakarta
Kimball, John. 2002. Biologi Jilid 1 Edisi Kelima. Erlangga. Jakarta.
Lakitan, B. 1996. Fisiologi Pertumbuhan dan Perkembangan Tanaman. PT RajaGrafindo Persada, Jakarta.
Malcome, 1990. Ringkasan Biologi. Ganeca Exact. Bandung.
.Saimbolon, Hubu dkk. 1989. Biologi Jilid 3. Erlangga. Jakarta.
Salisbury, F. B dan Ross, C. W. 1995. Fisiologi Tumbuhan Jilid I. ITB, Bandung
PENDAHULUAN
I.1.Latar belakang
Fotosintesis berasal dari kata foton yang berarti cahaya dan sintesis yang berarti penyusunan. Jadi fotosintesis adalah proses penyusunan dari zat organik H2O dan CO2 menjadi senyawa organik yang kompleks yang memerlukan cahaya. Fotosintesis hanya dapat terjadi pada tumbuhan yang mempunyai klorofil, yaitu pigmen yang berfungsi sebagai penangkap energi cahaya matahari (Kimball, 2002).
REAKSI FOTOSINTESIS
6H2¬O + 6O¬¬2 ¬¬¬ C6¬H12O6 + 6CO2
Fungsi suatu sel hidup bergantung pada persediaan energi yang tidak henti-hentinya, sumber energi ini tersimpan dalam molekul-molekul organik seperti karbohidrat. Organisme heterotrofik hidup dan tumbuh dengan memasukkan molekul-molekul organik ke dalam sel-selnya. Satu-satunya sumber molekul bahan bakar yang menjadi tempat bergantung seluruh kehidupan ialah fotosintesis. Proses ini berlangsung di dalam jasad berfotosintesis, termasuk jasad tumbuhan tinggi, tumbuhan pakis, lumut, ganggang (ganggang hijau, biru, merah, dan coklat), berbagai jasad renik dll (Malcome,1990).
Pada percobaan ini terdapat dua kegiatan yaitu uji sachs untuk mengetahui apakah tanpa cahaya daun tidak berfotosintesis, dan ingenhousz untuk mengetahui hubungan intensitas cahaya dengan laju fotosintesis.
Suatu sifat fisiologi yang hanya dimiliki khusus oleh tumbuhan ialah kemampuannya untuk menggunakan zat-karbon dari udara untuk diubah menjadi bahan organik serta diasimilasikan di dalam tubuh tanaman. Peristiwa ini hanya berlangsung cukup cahaya dan oleh karena itu maka asimilasi zat-karbon disebut juga fotosintesis. Lengkapnya adalah bahwa fotosintesis atau asimilasi zat-karbon itu suatu proses di mana zat-zat anorganik H2O dan CO2 oleh klorofil diubah menjadi zat organik karbohidrat dengan pertolongan cahaya matahari. Pengubahan energi sinar menjadi energy kimia (karbohidrat) dan kemudian pengubahan energi kimia menjadi energi kerja pada peristiwa pernefasan dalam tubuh tumbuhan merupakan rangkaian proses kehidupan di dunia ini (Dwidjoseputro,1996).
Tumbuhan terutama tumbuhan tingkat tinggi, untuk memperoleh makanan sebagai kebutuhan pokoknya agar tetap bertahan hidup, tumbuhan tersebut harus melakukan suatu proses yang dinamakan proses sintesis karbohidrat yang terjadi dibagian daun satu tumbuhan yang memiliki kloropil, dengan menggunakan cahaya matahari. Cahaya matahari merupakan sumber energi (Salisbury dan Ross,1995).
Fotosintesis merupakan suatu proses biologi yang kompleks, proses ini menggunakan energi dan cahaya matahari yang dapat dimanfaatkan oleh klorofil yang terdapat dalam kloroplas. Seperti halnya mitokondria, kloroplas mempunyai membran luar dan membran dalam. Membran dalam mengelilingi suatu stroma yang mengandung enzim-enzim tang larut dalam struktur membran yang disebut tilakoid. Proses fotosintesis dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain air (H2O), konsentrasi CO2, suhu, umur daun, translokasi karbohidrat dan cahaya yang diperlukan tumbuhan untuk proses tersebut. Tanpa adanya cahaya matahari tumbuhan tidak akan mampu melakukan proses fotosintesis, hal ini disebabkan klorofil yang berada didalam daun tidak dapat menggunakan cahaya matahari karena klorofil hanya akan berfungsi bila ada cahaya matahari (Dwidjoseputro, 1996).
Pada tahun 1860, Sach membuktikan bahwa fotosintesis menghasilkan amilum. Dalam percobaannya tersebut ia mengguanakan daun segar yang sebagian dibungkus dengan kertas timah kemudian daun tersebut direbus, dimasukkan kedalam alkoholdan ditetesi dengan iodium. Ia menyimpulkan bahwa warna biru kehitaman pada daun yang tidak ditutupi kertas timah menandakan adanya amilum (Malcome, 1990).
Karbohidrat merupakan senyawa karbon yang terdapat di alam sebagai molekul yang kompleks dan besar. Karbohidrat sangat beraneka ragam contohnya seperti sukrosa, monosakarida, dan polisakarida. Monosakarida adalah karbohidrat yang paling sederhana. Monosakarida dapat diikat secara bersama-sama untuk membentuk dimer, trimer dan lain-lain. Dimer merupakan gabungan antara dua monosakarida dan trimer terdiri dari tiga monosakarida (Kimball, 2002).
Orang yang pertama kali menemukan fotosintesis adalah Jan Ingenhousz. Fotosintesis merupakan suatu proses yang penting bagi organisme di bumi, dengan fotosintesis ini tumbuhan menyediakan bagi organisme lain baik secara langsung maupun tidak langsung. Jan Ingenhosz melakukan percobaan dengan memasukkan tumbuhan Hydrilla verticillata ke dalam bejana yang berisi air. Bejana gelas itu ditutup dengan corong terbalik dan diatasnya diberi tabung reaksi yang diisi air hingga penuh, kemudian bejana itu diletakkan di terik matahari. Tak lama kemudian muncul gelembung udara dari tumbuhan air itu yang menandakan adanya oksigen (Kimball, 2002).
Untuk mengetahui bagaimana cahaya menyebabkan terjadinya fotosintesis, perlu diketahui terlebih dahulu sifat-sifat cahaya. Cahaya memiliki sifat gelombang (wave nature) dan sifat partikel (particle nature). Cahaya mencakup bagian dari energi matahari dengan panjang gelombang antara 390 nm sampai 760 nm, dan tergolong cahaya tampak. Kisaran ini merupakan porsi kecil dari kisaran spektrum elektromagnetik (Lakitan, 1996).
II.2 Percobaan Sachs
Pada tahun 1860, Sach membuktikan bahwa fotosintesis menghasilkan amilum. Dalam percobaannya tersebut ia mengguanakan daun segar yang sebagian dibungkus dengan kertas timah kemudian daun tersebut direbus, dimasukkan kedalam alkohol dan ditetesi dengan iodium. Ia menyimpulkan bahwa warna biru kehitaman pada daun yang tidak ditutupi kertas timah menandakan adanya amilum (Malcome, 1990).
Pada uji Sachs ini bertujuan melakukan uji apakah tanpa cahaya daun tidak berfotosintesis. Percobaan ini berdasar pada ciri hidup yang hanya dimiliki oleh tumbuhan hijau yaitu kemampuan dalam menggunakan karbon dioksida dari udara untuk diubah menjadi bahan organik serta direspirasikan /dessimilasi bahan organik dalam tubuhnya sehingga zat organik itu bisa digunakan untuk aktivitas makhluk hidup (Malcome, 1990).
II.3 Percobaan Ingenhousz
Orang yang pertama kali menemukan fotosintesis adalah Jan Ingenhousz. Fotosintesis merupakan suatu proses yang penting bagi organisme di bumi, dengan fotosintesis ini tumbuhan menyediakan bagi organisme lain baik secara langsung maupun tidak langsung. Jan Ingenhosz melakukan percobaan dengan memasukkan tumbuhan Hydrilla verticillata ke dalam bejana yang berisi air. Bejana gelas itu ditutup dengan corong terbalik dan diatasnya diberi tabung reaksi yang diisi air hingga penuh, kemudian bejana itu diletakkan di terik matahari. Tak lama kemudian muncul gelembung udara dari tumbuhan air itu yang menandakan adanya oksigen (Kimball, 1993).
Fotosintesis berasal dari kata foton yang berarti cahaya dan sintesis yang berarti penyusunan. Jadi fotosintesis adalah proses penyusunan dari zat organic H2O dan CO2 menjadi senyawa organik yang kompleks yang memerlukan cahaya. Fotosintesis hanya dapat terjadi pada tumbuhan yang mempunyai klorofil, yaitu pigmen yang berfungsi sebagai penangkap energi cahaya matahari (Kimball, 2002).
Orang yang pertama kali menemukan fotosintesis adalah Jan Ingenhousz. Fotosintesis merupakan suatu proses yang penting bagi organisme di bumi, dengan fotosintesis ini tumbuhan menyediakan bagi organisme lain baik secara langsung maupun tidak langsung. Jan Ingenhosz melakukan percobaan dengan memasukkan tumbuhan Hydrilla verticillata ke dalam bejana yang berisi air. Bejana gelas itu ditutup dengan corong terbalik dan diatasnya diberi tabung reaksi yang diisi air hingga penuh, kemudian bejana itu diletakkan di terik matahari. Tak lama kemudian muncul gelembung udara dari tumbuhan air itu yang menandakan adanya oksigen (Kimball, 1993).
Pada tahun 1860, Sach membuktikan bahwa fotosintesis menghasilkan amilum. Dalam percobaannya tersebut ia mengguanakan daun segar yang sebagian dibungkus dengan kertas timah kemudian daun tersebut direbus, dimasukkan kedalam alkoholdan ditetesi dengan iodium. Ia menyimpulkan bahwa warna biru kehitaman pada daun yang tidak ditutupi kertas timah menandakan adanya amilum (Malcome, 1990).
Fotosintesis berlangsung dalam 2 tahap, yaitu :
1. Reaksi Terang
Reaksi terang fotosintesis merupakan reaksi pengikatan energi cahaya oleh klorofil yang berlangsung digrana yang dilaksanakan oleh fotosistem. Fotosistem merupakan unit yang mampu menangkap energi cahay matahari dalam rantai transfor elektron pada fotosintesis. Tersusun atas kompleks antene pusat reaksi dan akseptor elektrona (Saimbolon, 1989).
2. Reaksi gelap
Reaksi gelap fotosintesis merupakan reaksi pengikatan CO2 oleh molekul RBP (Ribolosa Bifosfat) untuk mensintesis gula yang berlangsung distroma, reaksi gelap meliputi 3 hal penting, yaitu:
a. Karboksilasi merupakan pengikatan CO2 oleh RPB untuk membentuk molekul PGA.
b. Reduksi : PGA (3C) direduksi oleh NADPH menjadi PGAL (3C).
c. Regenerasi : pembentukan kembali RBP
B. Faktor penentu laju fotosintesis
Proses fotosintesis dipengaruhi beberapa faktor yaitu faktor yang dapat memengaruhi secara langsung seperti kondisi lingkungan maupun faktor yang tidak memengaruhi secara langsung seperti terganggunya beberapa fungsi organ yang penting bagi proses fotosintesis. Proses fotosintesis sebenarnya peka terhadap beberapa kondisi lingkungan meliputi kehadiran cahaya matahari, suhu lingkungan, konsentrasi karbondioksida (CO2). Faktor lingkungan tersebut dikenal juga sebagai faktor pembatas dan berpengaruh secara langsung bagi laju fotosintesis.
Faktor pembatas tersebut dapat mencegah laju fotosintesis mencapai kondisi optimum meskipun kondisi lain untuk fotosintesis telah ditingkatkan, inilah sebabnya faktor-faktor pembatas tersebut sangat memengaruhi laju fotosintesis yaitu dengan mengendalikan laju optimum fotosintesis. Selain itu, faktor-faktor seperti translokasikarbohidrat, umur daun, serta ketersediaan nutrisi memengaruhi fungsi organ yang penting pada fotosintesis sehingga secara tidak langsung ikut memengaruhi laju fotosintesis. (Saimbolon,1989)
Berikut adalah beberapa faktor utama yang menentukan laju fotosintesis :
1. Intensitas cahaya
Laju fotosintesis maksimum ketika banyak cahaya.
2. Konsentrasi karbon dioksida
Semakin banyak karbon dioksida di udara, makin banyak jumlah bahan yang dapt digunakan tumbuhan untuk melangsungkan fotosintesis.
3. Suhu
Enzim-enzim yang bekerja dalam proses fotosintesis hanya dapat bekerja pada suhu optimalnya. Umumnya laju fotosintensis meningkat seiring dengan meningkatnya suhu hingga batas toleransi enzim.
4. Kadar air
Kekurangan air atau kekeringan menyebabkan stomata menutup, menghambat penyerapan karbon dioksida sehingga mengurangi laju fotosintesis.
5. Kadar fotosintat (hasil fotosintesis)
Jika kadar fotosintat seperti karbohidrat berkurang, laju fotosintesis akan naik.
Bila kadar fotosintat bertambah atau bahkan sampai jenuh, laju fotosintesis akan berkurang.
6. Tahap pertumbuhan
Penelitian menunjukkan bahwa laju fotosintesis jauh lebih tinggi pada tumbuhan yang sedang berkecambah ketimbang tumbuhan dewasa. Hal ini mungkin dikarenakan tumbuhan berkecambah memerlukan lebih banyak energi dan makanan untuk tumbuh. (Saimbolon,1989)
DAFTAR PUSTAKA
Dwidjoseputro. 1996. Pengantar Fisiologi Tumbuhan. Jakarta:Gramedia Pustaka Utama.
Kimball, J. W. 1993. Biologi Umum. Erlangga. Jakarta
Kimball, John. 2002. Biologi Jilid 1 Edisi Kelima. Erlangga. Jakarta.
Lakitan, B. 1996. Fisiologi Pertumbuhan dan Perkembangan Tanaman. PT RajaGrafindo Persada, Jakarta.
Malcome, 1990. Ringkasan Biologi. Ganeca Exact. Bandung.
.Saimbolon, Hubu dkk. 1989. Biologi Jilid 3. Erlangga. Jakarta.
Salisbury, F. B dan Ross, C. W. 1995. Fisiologi Tumbuhan Jilid I. ITB, Bandung
Laporan Respirasi
RESPIRASI
Agar suatu tumbuhan dapat bertahan hidup, tumbuhan ini harus melakukan suatu proses, yaitu proses sintesis karbohidrat untuk memperoleh makanan yang sesuai dengan kebutuhannya. Proses ini berlangsung pada daun yang berklorofil, dengan bantuan dari cahaya matahari sebagai sumber energi. Dalam proses ini, cahaya matahari sangat dibutuhkan sehingga tanpa adanya cahaya ini tumbuhan tidak akan mampu melaksanakan proses fotosintesis. Hal ini dikarenakan oleh klorofil yang terdapat pada daun, tepatnya di kloroplast, klorofil itu tidak akan bertindak apabila tidak ada bantuan yang berupa energi dari cahaya matahari yang membuatnya tereksitasi (Mulyani, 1986).
Karbohidrat adalah salah satu senyawa karbon yang berada di alam sebagai molekul yang besar da kompleks. Karbohidrat sangat Bergama misalnya monosakaroda, polisakarida dan sukrosa. Di antara ke tiga karbohidrat tersebut, yang monosakarida adalah yang paling sederhana. Monosarida ini dapat diikat secara bersamaan sehingga dapat membentuk dimer, trimer dan lain sebagainya. Dimer adalah gabungan di anatara dua monosakarida sedangkan trimer, gabungan antara tiga monosakarida (Mulyani, 1986).).
Dengan bantuan dari energi cahaya matahari, fotosintesis dapat mensintesis senyawa organic yaitu glukosa dari zat anorganik yaitu karbon dioksida dan air. Dalam proses tersebut,energi radiasi diubah sehingga menghasilkan energi kimia dlam bentuk NADPH dan ATP. Hasil yang terdapat ini nantinya yang digunakan dalam proses reduksi, yaitu CO2 menjadi glukosa. Maka dari itu, reaksiny bisa ditulis sebagai berikut: 6CO2 + 6H2O → + 6O2 + C6H12O6 + Energi(sinar matahari)
Dalam reaksi tersebut, kondisi bahan yang dipakai berpengaruh terhadap hasilnya, sehingga jumlah mol O2 yang diperlukan dan jumlah CO2 yang dilepaskan tidak selalu sama. Jika dilihat, persamaan reaksi ini merupakan kebalikan dari persamaan reaksi fotosintesis (William, 2001).
Dalam reaksi respirasi, perbedaan antara O2 yang digunakan dan CO2 yang dilepaskan biasa dikenal sebagai respiratory Quotient atau respiratory ratio atau juga dengan singkatan RQ. Untuk respirasi, nilai RQ tersebut sangat tergantung pada substrat atau bahan. (Lambers, 2005).
Dalam proses fotosintesis, juga berjalan proses metabolisme lain yang dikenal dengan respirasi. Respirasi adalah proses katabolisme atau juga penguraian senyawa organik menjadi senyawa anorganik. Respirasi berjalan di dalam sel dan berlangsung baik secara aerobik maupun secara anaerobik. Mengenai repirasi aerob, yang dibutuhkan adalah oksigen yang nantinya dapat menghasilkan energi serta karbon dioksida. Sedangkan untuk repirasi anaerob, oksigen tidak dibutuhkan sehingga menghasilkan senyawa selain karbon dioksida, misalnya alkohol, asam asetat serta sedikit energi (Lambers, 2005).
Proses respirasi merupakan suatu proses mengubah energi kimia yang tersimpa dalam bentuk karbohidrat untuk digunakan menggerakkan proses-proses metabolism. Proses respirasi terdapat pada jaringan baik yang tidak berwarna hijau maupun yang berwarna hijau, dan juga pada hewan. Respirasi dapat dibadakan menjadi dua berdasarkan ketersedian udara, yaitu respirasi aerob dan anaerob. Pada respirasi aerob, ketersedian oksigen sangat dibutuhkan untuk menghasilkan energi. Sedangkan pada respirasi anaerobik, tidak membutuhkan oksigen namun dapat menghasilkan senyawa lain seperti karbondioksida. Bahan baku dalam proses respirasi adalah protein, asam lemak, dan juga karbohidrat. Proses respirasi dapat menghasilkan CO2, dan energi dalam bentuk ATP. Reaksi proses ini dapat ditulis sebagai berikut: C6H12O6 + O2 6CO2 + H2O + energi (Campbell, 2009)
Ada beberapa faktor yang dapat mempengaruhi laju repirasi, yaitu ketersediaan substrat, ketersedian oksigen, suhu, tipe dan umur tumbuhan. Mengenai ketersediaan substrat, hal ini sangat penting dalam pelaksanaan respirasi karena proses ini tergantung pada ketersidiaanya substrat. Apabila pada tumbuhan yang persediaan substratn yang berupa karbohidrat rendah, maka laju respirasinya juga akan rendah. Demikian pula, apabila persediaan karbohidrat agak banyak, maka laju respirasi akan meningkat juga. (Mulyani, 2007)
Selanjutnya, ketersediaan oksigen juga dapat mempengaruhi proses repirasi. Hal ini dikarenakan oleh fungsinya oksigen sebagai terminal penerimaan electron, jadi apabila konsentrasinya oksigen rendah maka laju respirasi baik secara aerobic maupun anaerobic dapat berjalan bersamaan. Sedangkan, jika kadarnya oksigen meningkat maka laju respirasi aerob akan lebih cepat juga, namun laju respirasi anaerob tidak akan berjalan lagi sehingga berhenti. Di antaranya, rupanya pengaruh tersebut tidak selalu sama untuk masing-masing sepsis. (Mulyani, 2007)
Adapun pengaruh yang terdapat dari suhu. Faktor ini sangat berkaitan dengan faktor Q10, dimana suhu dan laju reaksi respirasi berubah secara bersamaan, yaitu setiap kali suhu naik sebesar 10¬o C, maka laju respirasi juga meningkat. Demikian juga pada suhu 0oC, laju repirasi sangat rendah. Apabila suhu tersebut naik sampai 35-45oC maka perlajuan respirasi sangat cepat, akan tetapi temperature yang terlalu panas akan menurunkannya. Hal ini dikarenakan oleh enzim-enzim yang mengalami denaturasi pada suhu di atas 45oC. (Mulyani, 2007)
Ada juga pengaruh yang terapat dari tipe dan umur tumbuhan. Karena proses metabolisme antara semua spesies tumbuhan berbeda-beda, maka respirasi yang dibutuhkan oleh tumbuhan juga berbeda-beda,tergantung pada spesiesnya. Laju respirasi yang terdapat pada tumbuhan muda atau jaringan muda lebih tinggi dibandingkan dengan yang sudah tua. Begitu pula pada jaringan yang masih dalam saat perkembangan, respirasinya lebih kuat daripada jaringan yang sudah matang. (Mulyani, 2007)
Pada hakikatnya, respirasi adalah reaksi redoks dimana CO2 adalah hasil dari oksidasi substrat. Substrat respirasi ini merupakan senyawa-senyawa yang berada pada sel tumbuhan yang direspirasikan menjadi H2O dan CO2 atau juga senyawa-senyawa organik yang mengalami proses oksidasi. Salah satu substrat respirasi adalah karbohidrat. Macam substrat ini merupakan substrat utama dalam respirasi yang berada pada sel tumbuhan tinggi. Selain karbohidrat, ada juga substrat respirasi yang mempunyai kepentingan lain, yaitu jenis-jenis gula seperti sukrosa, fruktosa, dan glukosa; asam organic; pati; dan protein. Macam-macam substrat tersebut digunakan pada spesies dan keadaan tertentu. (Campbell, 2006)
Proses respirasi, untuk dapat menghasilkan energi, ATP harus melalui beberapa tahapan. Yang pertama adalah glikolisis. Tahapan ini merupakan proses dimana glukosa berubah menjadi dua molekul asam. Tahapan ini berjalan di sitosol. Dua molekul asam tersebut nantinya akan digunakan dalam proses dekarboksilasi oksidatif. Juga glikosis dapat menghasilkan dua molekul NADPH dan energi dalam bentuk molekul ATP. (Salisbury, 2009)
Tahapan yang kedua adalah dekarboksilasi oksidatif. Tahapan ini berlangsung di sitosol juga. Dalam proses ini, asam piruvat yang beratom C3 berubah menjadi asetil yang beratom C2 dengan melepaskan CO2. Asetil tersebut yang nantinya akan dugunakan pula dalam siklus asam sitrat. Dan hasil lain dalam bentuk NADPH digunakan dalam transport electron. (Salisbury, 2009)
Selanjutnya, tahapan yang ke tiga adalah siklus asam sitrat. Tahapan ini berlangsung pada membran dan matriks dalam mitokondria. Pada tahapan ini, asetil diolah dengan senyawa asam sitrat. Ada beberapa seyawa yang dapat dihawilkan pada proses ini, salah satunya adalah 1 molekul ATP, 2 molekul CO2, serta FADH dan NADPH yang akan diproses dala transfer electron. (Salisbury, 2009)
Tahapan yang keempat dan juga yang terakhir adalah trannsfer elektron. Proses ini berlangsung pada membran dalam mitkondria dimana electron akan ditransfer oleh enzim quinon, sitokrom, flavoprotein dan piridoksin. Reaksi ini dapat menghasilkan H2O. (Salisbury, 2009)
DAFTAR PUSTAKA
Andika Wijaya K. 2008. Penggunaan tumbuhan sebagai bioindikator dalam pemantauan pencemaran udara. Bogor IPB. Jurnal Ilmu Pertanian. Hal.1-58
Campbell Reece, Mitchell. 2006Biologi Jl. 2 (lux) Ed. 5. Surabaya. Erlangga
Frank B. Salisbury, Cleon W. Ross. 2009. Plant physiology. California. Wadsworth Pub.
Sri Mulyani, 2008. Anatomi Tumbuhan. Surabaya. Kanisius
Hans Lambers, Miquel Ribas-Carbó. 2005. Plant Respiration: From Cell to Ecosystem Volume 18 dari Advances in Photosynthesis and Respiration. Springfield. Springer
William G. Hopkins. 2009. Photosynthesis and Respiration, The Green World Series. Seattle. Infobase Publishing
Agar suatu tumbuhan dapat bertahan hidup, tumbuhan ini harus melakukan suatu proses, yaitu proses sintesis karbohidrat untuk memperoleh makanan yang sesuai dengan kebutuhannya. Proses ini berlangsung pada daun yang berklorofil, dengan bantuan dari cahaya matahari sebagai sumber energi. Dalam proses ini, cahaya matahari sangat dibutuhkan sehingga tanpa adanya cahaya ini tumbuhan tidak akan mampu melaksanakan proses fotosintesis. Hal ini dikarenakan oleh klorofil yang terdapat pada daun, tepatnya di kloroplast, klorofil itu tidak akan bertindak apabila tidak ada bantuan yang berupa energi dari cahaya matahari yang membuatnya tereksitasi (Mulyani, 1986).
Karbohidrat adalah salah satu senyawa karbon yang berada di alam sebagai molekul yang besar da kompleks. Karbohidrat sangat Bergama misalnya monosakaroda, polisakarida dan sukrosa. Di antara ke tiga karbohidrat tersebut, yang monosakarida adalah yang paling sederhana. Monosarida ini dapat diikat secara bersamaan sehingga dapat membentuk dimer, trimer dan lain sebagainya. Dimer adalah gabungan di anatara dua monosakarida sedangkan trimer, gabungan antara tiga monosakarida (Mulyani, 1986).).
Dengan bantuan dari energi cahaya matahari, fotosintesis dapat mensintesis senyawa organic yaitu glukosa dari zat anorganik yaitu karbon dioksida dan air. Dalam proses tersebut,energi radiasi diubah sehingga menghasilkan energi kimia dlam bentuk NADPH dan ATP. Hasil yang terdapat ini nantinya yang digunakan dalam proses reduksi, yaitu CO2 menjadi glukosa. Maka dari itu, reaksiny bisa ditulis sebagai berikut: 6CO2 + 6H2O → + 6O2 + C6H12O6 + Energi(sinar matahari)
Dalam reaksi tersebut, kondisi bahan yang dipakai berpengaruh terhadap hasilnya, sehingga jumlah mol O2 yang diperlukan dan jumlah CO2 yang dilepaskan tidak selalu sama. Jika dilihat, persamaan reaksi ini merupakan kebalikan dari persamaan reaksi fotosintesis (William, 2001).
Dalam reaksi respirasi, perbedaan antara O2 yang digunakan dan CO2 yang dilepaskan biasa dikenal sebagai respiratory Quotient atau respiratory ratio atau juga dengan singkatan RQ. Untuk respirasi, nilai RQ tersebut sangat tergantung pada substrat atau bahan. (Lambers, 2005).
Dalam proses fotosintesis, juga berjalan proses metabolisme lain yang dikenal dengan respirasi. Respirasi adalah proses katabolisme atau juga penguraian senyawa organik menjadi senyawa anorganik. Respirasi berjalan di dalam sel dan berlangsung baik secara aerobik maupun secara anaerobik. Mengenai repirasi aerob, yang dibutuhkan adalah oksigen yang nantinya dapat menghasilkan energi serta karbon dioksida. Sedangkan untuk repirasi anaerob, oksigen tidak dibutuhkan sehingga menghasilkan senyawa selain karbon dioksida, misalnya alkohol, asam asetat serta sedikit energi (Lambers, 2005).
Proses respirasi merupakan suatu proses mengubah energi kimia yang tersimpa dalam bentuk karbohidrat untuk digunakan menggerakkan proses-proses metabolism. Proses respirasi terdapat pada jaringan baik yang tidak berwarna hijau maupun yang berwarna hijau, dan juga pada hewan. Respirasi dapat dibadakan menjadi dua berdasarkan ketersedian udara, yaitu respirasi aerob dan anaerob. Pada respirasi aerob, ketersedian oksigen sangat dibutuhkan untuk menghasilkan energi. Sedangkan pada respirasi anaerobik, tidak membutuhkan oksigen namun dapat menghasilkan senyawa lain seperti karbondioksida. Bahan baku dalam proses respirasi adalah protein, asam lemak, dan juga karbohidrat. Proses respirasi dapat menghasilkan CO2, dan energi dalam bentuk ATP. Reaksi proses ini dapat ditulis sebagai berikut: C6H12O6 + O2 6CO2 + H2O + energi (Campbell, 2009)
Ada beberapa faktor yang dapat mempengaruhi laju repirasi, yaitu ketersediaan substrat, ketersedian oksigen, suhu, tipe dan umur tumbuhan. Mengenai ketersediaan substrat, hal ini sangat penting dalam pelaksanaan respirasi karena proses ini tergantung pada ketersidiaanya substrat. Apabila pada tumbuhan yang persediaan substratn yang berupa karbohidrat rendah, maka laju respirasinya juga akan rendah. Demikian pula, apabila persediaan karbohidrat agak banyak, maka laju respirasi akan meningkat juga. (Mulyani, 2007)
Selanjutnya, ketersediaan oksigen juga dapat mempengaruhi proses repirasi. Hal ini dikarenakan oleh fungsinya oksigen sebagai terminal penerimaan electron, jadi apabila konsentrasinya oksigen rendah maka laju respirasi baik secara aerobic maupun anaerobic dapat berjalan bersamaan. Sedangkan, jika kadarnya oksigen meningkat maka laju respirasi aerob akan lebih cepat juga, namun laju respirasi anaerob tidak akan berjalan lagi sehingga berhenti. Di antaranya, rupanya pengaruh tersebut tidak selalu sama untuk masing-masing sepsis. (Mulyani, 2007)
Adapun pengaruh yang terdapat dari suhu. Faktor ini sangat berkaitan dengan faktor Q10, dimana suhu dan laju reaksi respirasi berubah secara bersamaan, yaitu setiap kali suhu naik sebesar 10¬o C, maka laju respirasi juga meningkat. Demikian juga pada suhu 0oC, laju repirasi sangat rendah. Apabila suhu tersebut naik sampai 35-45oC maka perlajuan respirasi sangat cepat, akan tetapi temperature yang terlalu panas akan menurunkannya. Hal ini dikarenakan oleh enzim-enzim yang mengalami denaturasi pada suhu di atas 45oC. (Mulyani, 2007)
Ada juga pengaruh yang terapat dari tipe dan umur tumbuhan. Karena proses metabolisme antara semua spesies tumbuhan berbeda-beda, maka respirasi yang dibutuhkan oleh tumbuhan juga berbeda-beda,tergantung pada spesiesnya. Laju respirasi yang terdapat pada tumbuhan muda atau jaringan muda lebih tinggi dibandingkan dengan yang sudah tua. Begitu pula pada jaringan yang masih dalam saat perkembangan, respirasinya lebih kuat daripada jaringan yang sudah matang. (Mulyani, 2007)
Pada hakikatnya, respirasi adalah reaksi redoks dimana CO2 adalah hasil dari oksidasi substrat. Substrat respirasi ini merupakan senyawa-senyawa yang berada pada sel tumbuhan yang direspirasikan menjadi H2O dan CO2 atau juga senyawa-senyawa organik yang mengalami proses oksidasi. Salah satu substrat respirasi adalah karbohidrat. Macam substrat ini merupakan substrat utama dalam respirasi yang berada pada sel tumbuhan tinggi. Selain karbohidrat, ada juga substrat respirasi yang mempunyai kepentingan lain, yaitu jenis-jenis gula seperti sukrosa, fruktosa, dan glukosa; asam organic; pati; dan protein. Macam-macam substrat tersebut digunakan pada spesies dan keadaan tertentu. (Campbell, 2006)
Proses respirasi, untuk dapat menghasilkan energi, ATP harus melalui beberapa tahapan. Yang pertama adalah glikolisis. Tahapan ini merupakan proses dimana glukosa berubah menjadi dua molekul asam. Tahapan ini berjalan di sitosol. Dua molekul asam tersebut nantinya akan digunakan dalam proses dekarboksilasi oksidatif. Juga glikosis dapat menghasilkan dua molekul NADPH dan energi dalam bentuk molekul ATP. (Salisbury, 2009)
Tahapan yang kedua adalah dekarboksilasi oksidatif. Tahapan ini berlangsung di sitosol juga. Dalam proses ini, asam piruvat yang beratom C3 berubah menjadi asetil yang beratom C2 dengan melepaskan CO2. Asetil tersebut yang nantinya akan dugunakan pula dalam siklus asam sitrat. Dan hasil lain dalam bentuk NADPH digunakan dalam transport electron. (Salisbury, 2009)
Selanjutnya, tahapan yang ke tiga adalah siklus asam sitrat. Tahapan ini berlangsung pada membran dan matriks dalam mitokondria. Pada tahapan ini, asetil diolah dengan senyawa asam sitrat. Ada beberapa seyawa yang dapat dihawilkan pada proses ini, salah satunya adalah 1 molekul ATP, 2 molekul CO2, serta FADH dan NADPH yang akan diproses dala transfer electron. (Salisbury, 2009)
Tahapan yang keempat dan juga yang terakhir adalah trannsfer elektron. Proses ini berlangsung pada membran dalam mitkondria dimana electron akan ditransfer oleh enzim quinon, sitokrom, flavoprotein dan piridoksin. Reaksi ini dapat menghasilkan H2O. (Salisbury, 2009)
DAFTAR PUSTAKA
Andika Wijaya K. 2008. Penggunaan tumbuhan sebagai bioindikator dalam pemantauan pencemaran udara. Bogor IPB. Jurnal Ilmu Pertanian. Hal.1-58
Campbell Reece, Mitchell. 2006Biologi Jl. 2 (lux) Ed. 5. Surabaya. Erlangga
Frank B. Salisbury, Cleon W. Ross. 2009. Plant physiology. California. Wadsworth Pub.
Sri Mulyani, 2008. Anatomi Tumbuhan. Surabaya. Kanisius
Hans Lambers, Miquel Ribas-Carbó. 2005. Plant Respiration: From Cell to Ecosystem Volume 18 dari Advances in Photosynthesis and Respiration. Springfield. Springer
William G. Hopkins. 2009. Photosynthesis and Respiration, The Green World Series. Seattle. Infobase Publishing
Laporan difusi, osmosis dan plasmolisis
DIFUSI, OSMOSIS, DAN PLASMOLISIS
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Tumbuhan dan Lingkungan
Pada semua makhluk hidup, dari prokariota hingga organisme multiseluler yang paling kompleks, melakukan pertukaran zat dengan lingkungannya pada tingkat seluler. Pertukaran zat tersebut sangat penting bagi metabolisme sel. Transpor zat melalui membran dibedakan atas 2 (dua), yaitu transpor zat yang memerlukan energi (transpor aktif) dan transpor yang tidak memerlukan energi (transpor pasif). Transpor aktif meliputi proses pompa ATP, eksositosis, dan endositosis. Adapun transpor pasif meliputi proses difusi, osmosis, dan difusi terbantu.
Tumbuhan memerlukan berbagai macam zat untuk kelangsungan hidupnya. Zat-zat tersebut sebagian besar diambil dari lingkungan, misalnya mineral, air, karbon dioksida, dan oksigen. Tumbuhan tingkat tinggi mengambil oksigen dan karbon dioksida melalui daun (Bresnick, 2003).
Air dan garam-garam mineral diserap oleh tumbuhan dari dalam tanah melalui rambut-rambut akar yang terdapat pada epidermis akar. Sel-sel tumbuhan dapat dilewati air, zat-zat makanan yang terlarut, oksigen dan karbondioksida baik ke dalam atau ke luar sel. Untuk melaksanakan fotosintesis, tumbuhan memerlukan karbon dioksida dan air. Tumbuhan juga memerlukan oksigen untuk bernapas. Tumbuhan mengambil air, karbon dioksida, dan oksigen dengan cara difusi, osmosis, dan transpor aktif.
2.2 Membran Sel
Sel terdiri atas materi hidup yang disebut dengan protoplasma. Protoplasma sel dibatasi dari lingkungan sekitarnya oleh selaput sel tipis yang disebut dengan membran plasma (membran sel). Membran ini mempunyai kemampuan untuk mengatur secara selektif aliran materi dari dan keluar sel. Berdasarkan kemampuan membran menyeleksi aliran materi antar sel dan lingkungannya maka membran dapat dibedakan menjadi dua jenis. Membran dikatakan permiabel apabila semua jenis molekul dalam cairan dapat melewati membran. Sedang suatu membran dikatakan semi-permeabel jika hanya dapat dilewati oleh molekul-molekul tertentu saja (Annur dan Santooosa, 2008).
Membran merupakan media pemisah yang bersifat selektif permeabel dengan menahan komponen tertentu dan melewatkan komponen lainnya. Proses pemisahan dengan menggunakan membran pada pemisahan fasa cair-cair umumnya didasarkan atas ukuran partikel dan beda muatan dengan gaya dorong (driving force) berupa beda tekanan, medan listrik, dan beda konsentrasi (Yusuf, et al., 2008).
Macam-macam membrane permeabilitas (Parjatmo, 1987):
1. Impermeable (tidak permeable), dimana air maupun zat terlarut didalamnya tidak dapat melaluinya.
2. Permeable, yaitu membrane yang dapat dilalui oleh air maupun zat tertentu yang terlarut didalamnya.
3. Semi permeable, yaitu membrane yang hanya dapat dilalui oleh air tetapi tidak dapat dilalui oleh zat terlarut, misalnya membaran sitoplasma.
2.3 Transpor pasif
Dapat berlangsung karena adanya perbedaan konsentrasi larutan di antara kedua sisi membran. Pada transpor pasif tidak rnemerlukan energi rnetabolik. Transpor pasif ini bersifat spontan. Transpor pasif dibedakan menjadi tiga, yaitu difusi sederhana (simple diffusion), difusi dipermudah atau difasilitasi (facilitated diffusion), dan osmosis.Terdapat dua proses fisikokimiawi yang penting dalam transport materi dalam sel yaitu difusi dan osmosis (Alkatiri, 1996).
Difusi merupakan peristiwa perpindahan melekul dengan menggunakan tenaga kinetik bebas, proses perpindahan ini berlangsung dari derajat konsentrasi tinggi ke derajat konsentrasi rendah. Proses ini akan terus berlangsung hingga dicapai titik keseimbangan. Osmosis merupakan suatu peristiwa perembesan suatu molekul air melintasi membran yang memisahkan dua larutan dengan potensial air yang berbeda. Proses osmosis berlangsung dari larutan hipotonik menuju larutan yang hipertonik atau perpindahan air dari molekul larutan yang potensial airnya
tinggi ke potensial yang rendah.
Ketika sel tumbuhan diletakkan pada larutan yang hipertonik/lebih pekat dibanding konsentrasi plasma selnya maka air yang berada dalam vakoula akan merembes ke luar sel. Akibatnya protoplasma mengkerut dan terlepas dari dinding sel, peristiwa ini disebut dengan plasmolisis. Keadaan tersebut dapat kembali seperti semula apabila lingkungan sel diganti dengan larutan hipotonik. Kembalinya keadaan protoplasma setelah plasmolisis disebut deplasmolisis. Difusi terfasilitasi juga masih dianggap ke dalam transpor pasif karena zat terlarut berpindah menurut gradien konsentrasinya.
2.4 Transpor aktif
Perbedaan utama antara transpor aktif, osmosis, dan difusi adalah energi yang dikeluarkan sel. Pada osmosis dan difusi, sel tidak mengeluarkan energi apapun untuk memindahkan zat melewati membran sel karena zat berpindah sesuai dengan gradien konsentrasi. Dengan kata lain, difusi dan osmosis terjadi secara spontan.
Transpor aktif merupakan mekanisme pemindahan molekul atau zat tertentu melalui membran sel, berlawanan arah dengan gradien konsentrasi. Oleh karena itu, harus ada energi tambahan dari sel yang digunakan untuk membantu perpindahan tersebut.
Energi tambahan yang digunakan dalam proses transpor aktif berasal dari ATP yang dihasilkan oleh mitokondria melalui proses respirasi. Selain itu, pada membran sel terdapat lapisan protein. Salah satu jenis protein yang terdapat di membran sel tersebut adalah protein transpor. Protein transpor mengenali zat tertentu yang masuk atau keluar sel.
Zat yang dipindahkan dengan cara transpor aktif pada umumnya adalah zat yang memiliki ukuran molekul cukup besar sehingga tidak mampu melewati membran sel. Sel mengimbangi tekanan osmosis lingkungannya dengan cara menyerap atau mengeluarkan molekul-molekul tertentu. Dengan demikian, terjadi aliran air masuk atau keluar sel. Kemampuan mengimbangi tekanan osmosis dengan transpor aktif menjadi sangat penting untuk bertahan hidup.
Pompa natrium kalium merupakan contoh transpor aktif yang banyak ditemukan pada membran sel. Perpindahan molekul ini menggunakan energi ATP untuk mengeluarkan natrium (Na+) keluar sel dan bersama dengan itu memasukkan kalium (K+) ke dalam sel.
Ion Na+ dan K+ dengan transpor aktif dapat melewati membran sel. (1) Ion Na+ terikat pada suatu tempat di protein membran. (2) Ion Na+ tersusun dengan formasi tertentu untuk dilepaskan ke luar sel. (3) Ion K+ dari luar diikat.(4) Hal ini m erangsang memb ran sel untuk kembali ke bentuk semula. (5) Ion K+ dilepaskan protein membran dan masuk ke dalam sel.
Perhatikan gambar berikut :
2.5 Transport¬ Ion¬¬ Channel
Transport lewat ion channel khusus bagi ion-ion yang sulit ditransport secara difusi akibat muatan listriknya. Ion channel ini mempunyai sifat yang sangat selektif dan terbukanya channel tersebut akibat potensial listrik sepanjang membran sel dan melalui ikatan channel dengan hormon atau neurotransmitter (Parjatmo, 2005).
2.6 Difusi
Difusi merupakan perpindahan partikel zat dari larutan berkonsentrasi tinggi ke larutan berkonsentrasi rendah. Contoh yang sederhana adalah pemberian gula pada cairan teh tawar, lambat laun cairan teh menjadi manis..
Peristiwa difusi pada tumbuhan sangat penting untuk keseimbangan hidup tumbuhan. Karbon dioksida (CO2) dan oksigen (O2) diambil oleh tumbuhan dari udara melalui proses difusi. Pengambilan air dan garam mineral oleh tumbuhan dari dalam tanah, salah satunya melalui proses difusi. Difusi zat dari dalam tanah ke dalam tubuh tumbuhan disebabkan konsentrasi garam mineral di tanah lebih tinggi daripada di dalam sel. Demikian juga gas CO2 di udara masuk ke dalam tubuh tumbuhan karena konsentrasi CO2 di udara lebih tinggi daripada di dalam sel tumbuhan. Sebaliknya, O2 dapat berdifusi keluar tubuh tumbuhan jika konsentrasi O2 dalam tubuh tumbuhan lebih tinggi akibat adanya fotosintesis dalam sel (Loveless, 1991).
Difusi merupakan peristiwa mengalirnya atau berpindahnya suatu zat dalam pelarut dari bagian berkonsentrasi tinggi ke bagian yang berkonsentrasi rendah, sedangkan osmosis adalah perpindahan air melalui membran permeabel selektif dari bagian yang lebih encer ke bagian yang lebih pekat (Kustiyah, 2007). Contoh peristiwa difusi yang sederhana adalah pemberian gula pada cairan teh tawar dan contoh peristiwa osmosis adalah kentang yang dimasukkan ke dalam air garam.
Kecepatan difusi ditentukan oleh : Jumlah zat yang tersedia, kecepatan gerak kinetik dan jumlah celah pada membran sel. Difusi sederhana ini dapat terjadi melalui dua cara:
a. Melalui celah pada lapisan lipid ganda, khususnya jika bahan berdifusi terlarut lipid
b. Melalui saluran licin pada beberapa protein transpor.
Tekanan osmotik merupakan sifat koligatif, yang berarti bahwa sifat ini bergantung pada konsentrasi zat terlarut, dan bukan pada sifat zat terlarut itu sendiri.
l) Mekanisme difusi
Difusi merupakan proses perpindahan atau pergerakan molekul zat atau gas dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah. Difusi melalui membran dapat berlangsung melalui tiga mekanisme, yaitu difusi sederhana (simple difusion),difusi melalui saluran yang terbentuk oleh protein transmembran (simple difusion by chanel formed), dan difusi difasilitasi (fasiliated difusion). Difusi sederhana melalui membrane berlangsung karena molekul-molekul yang berpindah atau bergerak melalui membran bersifat larut dalam lemak (lipid) sehingga dapat menembus lipid bilayer pada membran secara langsung. Membran sel permeabel terhadap molekul larut lemak seperti hormon steroid, vitamin A, D, E, dan K serta bahan-bahan organik yang larut dalam lemak, Selain itu, memmbran sel juga sangat permeabel terhadap molekul anorganik seperti O,CO2, HO, dan H2O.
Beberapa molekul kecil khusus yang terlarut dalam serta ion-ion tertentu, dapat menembus membran melalui saluran atau chanel. Saluran ini terbentuk dari protein transmembran, semacam pori dengan diameter tertentu yang memungkinkan molekul dengan diameter lebih kecil dari diameter pori tersebut dapat melaluinya. Sementara itu, molekul – molekul berukuran besar seperti asam amino, glukosa, dan beberapa garam – garam mineral, tidak dapat menembus membrane secara langsung, tetapi memerlukan protein pembawa atau transporter untuk dapat menembus membran. Proses masuknya molekul besar yang melibatkan transporter dinamakan difusi difasilitasi.
2) Mekanisme Difusi dan Difasilitasi
Difusi difasilitasi (facilitated diffusion) adalah pelaluan zat melalui rnembran plasrna yang melibatkan protein pembawa atau protein transporter. Protein transporter tergolong protein transmembran yang memliki tempat perlekatan terhadap ion atau molekul vang akan ditransfer ke dalam sel. Setiap molekul atau ion memiliki protein transforter yang khusus, misalnya untuk pelaluan suatu molekul glukosa diperlukan protein transforter yang khusus untuk mentransfer glukosa ke dalam sel. Protein transporter untuk grukosa banyak ditemukan pada sel-sel rangka, otot jantung, sel-sel lemak dan sel-sel hati, karena sel – sel tersebut selalu membutuhkan glukosa untuk diubah menjadi energi.
Faktor yang mempengaruhi difusi :
1. Suhu, makin tinggi difusi makin cepat
2. BM makin besar difusi makin lambat
3. Kelarutan dalam medium, makin besar difusi makin cepat
4. Perbedaan Konsentrasi, makin besar perbedaan konsentrasi antara dua bagian, makin besar proses difusi yang terjadi.
5. Jarak tempat berlangsungnya difusi, makin dekat jarak tempat terjadinya difusi, makin cepat proses difusi yang terjadi.
6. Area Tempat berlangsungnya Difusi, makin luas area difusi, makin cepat proses difusi.
2.7 Osmosis
Secara luas, proses osmosis diartikan sebagai proses perpindahan pelarut melewati sebuah membran semipermeabel. Secara sederhana, osmosis dapat diartikan sebagai proses difusi air sebagai pelarut, melewati sebuah membran semipermeabel. Masuknya air ini dapat menyebabkan tekanan air yang disebut tekanan osmotik . Pada sel tanaman disebut tekanan turgor .
Terdapat tiga sifat larutan yang dapat menentukan pergerakan air pada osmosis, yaitu hipertonik, hipotonik, dan isotonik . Suatu larutan dikatakan hipertonik jika memiliki konsentrasi zat terlarut lebih tinggi dibandingkan larutan pembandingnya. Dalam hal ini, larutan pembanding akan bersifat hipotonik karena memiliki konsentrasi zat terlarut lebih kecil. Larutan isotonik, memiliki konsentrasi zat terlarut yang sama dengan larutan pembanding.
Pergerakan molekul air melalui membran semipermeabel selalu dari larutan hipotonis menuju ke larutan hipertonis sehingga perbandingan konsentrasi zat terlarut kedua larutan seimbang (isotonik). Misalnya, sebuah sel diletakkan di dalam air murni. Konsentrasi zat terlarut di dalam sel lebih besar (hipertonik) karena adanya garam mineral, asam-asam organik, dan berbagai zat lain yang dikandung sel. Dengan demikian, air akan terus mengalir ke dalam sel sehingga konsentrasi larutan di dalam sel dan di luar sel sama. Namun, membran sel memiliki kemampuan yang terbatas untuk mengembang sehingga sel tersebut tidak pecah. Pada sel darah merah, peristiwa ini disebut hemolisis.
Pada sel tumbuhan, peristiwa ini dapat teratasi karena sel tumbuhan memiliki dinding sel yang menahan sel mengembang lebih lanjut. Pada sel tumbuhan keadaan ini disebut turgid. Keadaan sel turgid membuat tanaman kokoh dan tidak layu. Di alam, air jarang ditemukan dalam keadaan murni, air selalu mengandung garam-garam dan mineral-mineral tertentu. Dengan demikian, air aktif keluar atau masuk sel. Hal tersebut berkaitan dengan konsentrasi zat terlarut pada sitoplasma. Pada saat air di dalam sitoplasma maksimum, sel akan mengurangi kandungan mineral garam dan zat-zat yang terdapat di dalam sitoplasma. Hal ini membuat konsentrasi zat terlarut di luar sel sama besar dibandingkan konsentrasi air di dalam sel.
Jika sel dimasukkan ke dalam larutan hipertonik, air akan terus-menerus keluar dari sel. Sel akan mengerut, mengalami dehidrasi, dan bahkan dapat
mati. Pada sel tumbuhan, hal ini menyebabkan sitoplasma mengerut dan terlepas dari dinding sel. Peristiwa ini disebut plasmolisis. Dengan demikian, pada saat tertentu, sel perlu meningkatkan kembali kandungan zat-zat dalam sitoplasma
untuk menaikkan tekanan osmotik di dalam sel. Cara sel mempertahankan tekanan osmotiknya ini disebut osmoregulasi.
Demikian seterusnya, sel selalu aktif dan hal tersebut dilakukan untuk mempertahankan kondisi setimbang antara sel dan lingkungannya. Proses metabolisme membutuhkan air dan mineral atau garam dan berbagai zat yang terkandung dalam sitoplasma. Akibatnya, tekanan osmotik dan konsentrasi molekul-molekul lain berubah sehingga terjadi aliran difusi dan osmosis yang terus-menerus dari sel ke luar atau dari luar ke dalam sel.
Untuk memenuhi kebutuhan materi dan mempertahankan keseimbangan fisiologi didalam tubuhnya, tumbuhan melakukan beberapa aktivitas, di antaranya adalah absorbsi (penyerapan), transportasi (pengangkutan) atau translokasi (pemindahan) dan transpirasi (pelepasan air melalui stomata). Beberapa prinsip yang berhubungan dengan proses penyerapan pada akar :
1. Penyerapan air tanah oleh akar dapat terjadi melalui meknisme imbibisi, difusi, osmosis dan transpor aktif.
2. Pada tumbuhan darat, penyerapan gas-gas (O2 dan CO2) lebih banyak melalui sedangkan ion-ion dalam larutan tanah melalui akar. Pada tumbuhan air hampir seluruh permukaan tubuhnya dapat melakukan penyerapan air beserta gas-gas dan ion-ion yang terlarut di dalamnya.
Osmosis adalah proses perpindahan atau pergerakan molekul zat pelarut, dari larutan yang konsentrasi zat pelarutnya tinggi menuju larutan yang konsentrasi zat pelarutya rendah melalui selaput atau membran selektif permeabel atau semi permeabel. Jika di dalam suatu bejana yang dipisahkan oleh selaput semipermiabel, jika dalam suatu bejana yang dipisahkan oleh selaput semipermiabel ditempatkan dua larutan glukosa yang terdiri atas air sebagai pelarut dan glukosa sebagai zat terlarut dengan konsentrasi yang berbeda dan dipisahkan oleh selaput selektif permeabel, maka air dari larutan yang berkonsentrasi rendah akan bergerak atau berpindah menuju larutan glukosa yang konsentrainya tinggi melalui selaput permeabel.
Osmosis adalah suatu topik yang penting dalam biologi karena fenomena ini dapat menjelaskan mengapa air dapat ditransportasikan ke dalam dan ke luar sel. Pada hewan, untuk bisa bertahan dalam lingkungan yang hipotonik atau hipertonik, maka diperlukan pengaturan keseimbangan air, yaitu dalam proses osmoregulasi.
Faktor–faktor yang mempengaruhi terjadinya osmosis pada sel hidup :
a. Ukuran zat terlarut: semakin banyak zat terlarut maka peristiwa terjadinya osmosis akan semakin cepat. Karena zat terlarut memiliki tekanan osmotik yang berfungsi untuk memecah zat pelarut bergerak melalui membrane semipermeable.
b. Tebal membran: semakin tebal suatu membrane akan memperhambat terjadinya osmosis. Karena dapat menyebabkan semakin sulitnya zat terlarut menembus membrane tersebut.
c. Luas permukaan
d. Jarak zat pelarut dan zat terlarut
e. Suhu
2.8 Difusi Terfasilitasi
Transport dengan cara difusi fasilitas mempunyai perbedaan dengan difusi sederhana yaitu difusi fasilitas terjadi melalui carrier spesifik dan difusi ini mempunyai kecepatan transport maksimum (Vmax). Suatu bahan yang akan ditransport lewat cara ini akan terikat lebih dahulu dengan carrier protein yang spesifik, dan ikatan ini akan membuka channel tertentu untuk membawa ikatan ini ke dalam sel. Jika konsentrasi bahan ini terus ditingkatkan, maka jumlah carrier akan habis berikatan dengan bahan tersebut sehingga pada saat itu kecepatan difusi menjadi maksimal (Vmax). Pada difusi sederhana hal ini tidak terjadi, makin banyak bahan kecepatan transport bahan maakin meningkat tanpa batas.
Difusi terfasilitasi adalah sejenis transpor pasif yang molekul solutnya bergerak menuruni gradien konsentrasi dengan bantuan protein pembawa pada membran. Suatu protein pembawa mengambil sebuah molekul, kemudian protein tersebut berubah ke bentuk alternatifnya untuk menyimpan molekul ke sisi lain membran. Dalam hal ini tidak diperlukan masukan energi(Bresnick:2003)
2.9 Imbibisi
Imbibisi adalah penyerapan air (absorpsi) oleh benda-benda yang padat (solid) atau agak padat (semi solid) karena benda-benda tersebut 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. Hal ini banyak kita jumpai di kehidupan kita sehari-hari yaitu pada proses pembibitan tanaman padi, pembuatan kecambah tauge, biji kacang hijau terlebih dahulu direndam dengan air. Pada peristiwa perendaman inilah terjadi proses imbibisi oleh kulit biji tanaman tersebut. Tidak hanya itu, proses imbibisi juga memiliki kecepatan penyerapan air yang berbeda-beda untuk setiap jenis biji tanaman.
Syarat terjadinya imbibisi:
1. Perbedaan Ψ antara benih dengan larutan, dimana Ψ benih < Ψ larutan
2. Ada tarik menarik yang spesifik antara air dengan benih
3. Benih memiliki partikel koloid yang merupakan matriks, bersifat hidrofil berupa protein, pati, selulose
4. Benih kering memiliki Ψ sangat rendah. Hubungan antara Ψ dengan komponen penyusun: Ψ = Ψm + Ψp
5. Volume air yang diserap + volume biji mula-mula > volume biji setelah menyerap air, sebagian air telah digunakan untuk menjalankan proses metabolisme
6. Proses metabolime: aktivasi enzim, hidrolisis cadangan makanan, respirasi
BAB III
PENUTUP
3.1 Kesimpulan
• Difusi dan osmosis merupakan transpor pasif zat. Selain difusi dan osmosis juga ada difusi terfasilitasi yang juga merupakan transpor pasif
• Difusi adalah pergerakan zatdari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah tanpa memerlukan energi
• Osmosis adalah pergerakan zat melalui membran dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah tanpa memerlukan energi.
• Faktor-faktor yang mempengaruhi difusi adalah temperatur, ukuran molekul, berat molekul, gradien konsentrasi, luas permukaan membran, kelarutan, dan jarak tempat berlangsungnya difusi.
• Faktor-faktor yang mempengaruhi osmosis adalah temperatur, zat terlarut, luas permukaan, jarak zat terlarut dan pelarut, ukuran molekul, dan tebal membran.
DAFTAR PUSTAKA
o Alkatiri, S. 1996. Kajian Ringkas Biologi. Airlangga University Press: Surabaya.
o Annur, H dan H.H, Santosa, 2008, Analisa Temperatur Pada Proses Difusi Obat Dalam Membran Dengan Metode Diferensial Parabolik Untuk Mendeteksi Sinyal Fotoakustik, Jurnal Ilmiah GIGA, Vol. 11, No.3, Hal: 45-56.
o Bresnick, S. 2003. Intisari Biologi. Hipokrates: Jakarta.
o Kustiyah, 2007, Miskonsepsi Difusi dan Osmosis Pada Siswa MAN Model Palangkaraya, Jurnal Ilmiah Guru Kanderang Tingang, Vol. 1, No. 1, Hal: 24-37.
o Loveless, A.R. 1991. Prinsip-Prinsip Biologi Tumbuhan Untuk Daerah Tropik I. Gramedia Pustaka Utama: Jakarta.
o Parjatmo,W. 1987. Biologi Umum I. Angkasa Bandung: Bandung.
o Santoso, B. 2005. Biologi dan Kecakapan Hidup. Ganeca Exact : Jakarta.
o Yusuf, E., T.A. Rachmanto dan R. Laksmono, 2008, Pengolahan Air Payau Menjadi Air Bersih Dengan Menggunakan Membran Reverse Osmosis, Jurnal Ilmiah Teknik Lingkungan, Vol. 1, No. 1, Hal : 6-15.
laporan pigmen pada tumbuhan dan transpirasi
pigmen pada tumbuhan dan transpirasi
Pendahuluan pigmen pada tumbuhan
Pigmen adalah warna yang beredar di masyarakat merupakan zat warna yang dibuat secara kimia (warna sintetis) dan warna yang dihasilkan oleh makhluk hidup yang biasa. Penentuan bahan makanan pada umumnya sangat bergantung pada beberapa faktor diantaranya cita rasa, warna, tekstur, dan nilai gizinya. Tetapi disamping itu masih ada faktor lainnya, yaitu sifat mikrobiologis. Tetapi, sebelum mempertimbangkan ataupun memperhatikan faktor-faktor lainnya, secara visual faktor warna sangat menentukan. Pewarna alami kini telah banyak digantikan dengan pewarnabuatan yang memberikan lebihbanyak kisaran warna yang telahdibakukan. Hal ini karena zatpewarna alami kurang stabil danmudah mengalami perubahan baik fisik maupun kimiawi. Stabilitaswarna dari zat pewarnadipengaruhi oleh cahaya, pH, oksidator, reduktor, dan surfaktan. Warna dapat berfungsi sebagai indicator penentuan terhadap kesegaran dan kematangan sayuran atau buah-buahan (Winarno, 1997).
Beberapa pigmen yang penting yaitu yang tergolong dalam kelompok klorofil, karotenoid, antosianin, antoxantin, serta tanin. Pigmen-pigmen golongan karoten sangat penting, yang dilihat dari segi kebutuhan gizi manusia maupun hewan. Hal ini disebabkan karena sebagian karotenoid dapat diubah menjadi vitamin A. Dimana pigmen-pigmen ini banyak ditemukan di dalam tanaman bersama-sama dengan klorofil (Apriyantono, 1989).
Meskipun sekarang ini sudah lebih dari 300 karotenoid yang telah diketahui, tetapi hanya sedikit yang umumnya terdapat dalam tumbuhan tingkat tinggi. Karotenoid yang terkenal adalah hidrokarbon tak jenuh turunan likopena atau turunan likopena teroksigenasi, yang dikenal sebagai xantofil. Xantofil umumnya berupa monohidroksikarotena (lutein, rubixantin), dihidroksikarotena (zeaxantin), atau dihidroksiepoksikarotena (violaxantin) (Harborne, 1983).
Karotenoid adalah pigmen (pewarna alami) organik yang terjadi secara alamiah dalam tumbuhan dan organisme berfotosintesis lainnya seperti ganggang, beberapa jenis fungi dan beberapa bakteri. Sekarang terdapat 600 karotenoid yang dikenal, mereka dibagi menjadi dua kelas, xanthophylls dan karoten. Karotenoid alami (juga dikenal sebagai ekstrak karoten) yang secara alami dapat memberikan pigmen warna pada berbagai tumbuhan termasuk buah-buahan dan sayuran. Karotenoid merupakan suatu zat alami yang sangat penting dan mempunyai sifat larut dalam lemak atau pelarut organik tetapi tidak larut dalam air yang merupakan suatu kelompok pigmen berwarna orange, merah atau kuning (Ashrie, 2009).
Pigmen karotenoid mempunyai struktur alifatik atau alisiklik yang pada umumnya disusun oleh delapan unit isoprene, dimana kedua gugus metil yang dekat pada molekul pusat terletak pada posisi C1 dan C6, sedangkan gugus metil lainnya terletak pada posisi C1 dan C5 serta diantarannya terdapat ikatan ganda terkonjugasi. Semua senyawa karotenoid mengandung sekurang-kurangnya empat gugus metil dan selalu terdapat ikatan ganda terkonjugasi diantara gugus metil tersebut. Adanya ikatan ganda terkonjugasi dalam ikatan karotenoid menandakan adanya gugus kromofora yang menyebabkan terbentuknya warna pada karotenoid. Semakin banyak ikatan ganda terkonjugasi, maka makin pekat warna pada karotenoid tersebut yang mengarah ke warna merah (Ali, 2009).
Berdasarkan unsur-unsur penyusunnya karotenoid dapat digolongkan dalam dua kelompok pigmen yaitu karoten dan xantofil. Karoten mempunyai susunan kimia yang hanya terdiri dari C dan H seperti alfa, beta gamma karoten. Sedangkan xantofil terdiri dari atom-atom C, H dan O. Contoh senyawa yang termasuk dalam xantofil antara lain: cantaxanthin, astaxanthin, rodoxanthin dan torularhodin. Sebenarnya xantofil menurut pengelompokannya turunan karoten yang mengandung oksigen didalam struktur molekulnya (Ali, 2009).
Arti Warna Sayur dan Buah
Sayur mayur dan buah-buahan merupakan sumber makanan yang kaya akan kandungan gizi, vitamin dan mineral yang sangat bermanfaat kesehatan tubuh. Buah dan sayuran memiliki berbagai macam aneka warna yang berbeda-beda. Dan tahukah anda bahwa ternyata warna pada buah dan sayuran ini memiliki arti. Warna-warna tersebut menunjukkan kandungan fitonutrien yang terkandung di dalamnya.
Fitonutrien atau kadang disebut fitokimia, dalam arti luas adalah segala jenis zat kimia atau nutrien yang diturunkan dari sumber tumbuhan, termasuk sayuran dan buah-buahan. Dalam penggunaan umum, fitokimia memiliki definisi yang lebih sempit. Fitokimia biasanya digunakan untuk merujuk pada senyawa yang ditemukan pada tumbuhan yang tidak dibutuhkan untuk fungsi normal tubuh, tapi memiliki efek yang menguntungkan bagi kesehatan atau memiliki peran aktif bagi pencegahan penyakit.
Fungsi fitonutrien bagi tumbuhan adalah menjaganya dari lingkungan sekitar, seperti pemangsa, virus, bakteri dan jamur. Sedangkan fungsi fitonutrien bagi manusia antara lain yaitu untuk menjaga kesehatan jantung, sirkulasi darah, membantu pertumbuhan sel dan fungsi organ tubuh, serta antioksidan yang dapat melindungi tubuh dari radikal bebas.
Fitonutrien yang terkandung pada buah dan sayuran masing-masing berbeda-beda satu sama lain. Jenis-jenis fitonutrien antara lain Lycopene, Beta-Carotene, Anthocyanidins, Resveratol, Striknin, Skopolamin, Skopoletin, Skoparon, Allicin, dan Lutein. Untuk mendapat semua manfaatnya, disarankan anda untuk mengkonsumsi aneka buah dan sayuran ini dengan berbagai ragamnya setiap hari. Berikut kandungan fitonutrien pada warna buah dan sayur serta manfaatnya bagi kesehatan kita.
a. Merah
Warna merah pada buah-buahan berarti dalam buah tersebut terdapat kandungan Antosianin dan Lycopene di dalamnya. Antosianin berguna untuk mencegah infeksi dan kanker kandung kemih, sedangkan Lycopene menghambat fungsi kemunduran fisik dan mental agar kita tidak mudah pikun. Selain itu, Lycopene juga mencegah bermacam-macam penyakit kanker. Lycopene juga dikenal sebagai Antioksidan tinggi untuk melindungi tubuh dari serangan virus, infeksi serta dapat mencegah penuaan dini dengan cara melindungi lapisan kolagen yang sangat baik untuk kesehatan kulit dalam tubuh kita.
Sementara sayuran yang berwarna merah seperti terung, kol merah, dan bayam merah. Pigmen pada sayuran jenis ini mengandung flavonoid yang berfungsi sebagai antikanker. Selain itu, kol merah jika disantap mentah ternyata mengandung senyawa fitokimia dan vitamin C dua kali lipat daripada kol putih.
b. Jingga dan Kuning
Buah dan sayur yang berwarna jingga atau kuning mengandung Beta-Carotene sebagai antioksidan yang bisa mencegah penyakit jantung, kanker kulit dan penuaan dini serta sebagai sumber vitamin C yang membantu tubuh menyerap zat besi untuk mencegah anemia dan rasa letih yang berlebih. Selain itu, sebagian Beta-Carotene yang ada di dalam tubuh berubah menjadi vitamin A yang akan memacu sistem kekebalan tubuh, membuat tubuh tidak mudah terserang penyakit.
c. Ungu, Biru dan Hitam
Mengandung Anthocyanidins Resveratol, Striknin, Skopolamin, Skopoletin dan Skoparon yang merupakan senyawa aktif yang dapat menghambat serangan gugup atau kekejangan saraf. Selain Oksidan yang tinggi sayur dan buah warna ungu-biru hitam ini baik untuk memperlancar peredaran darah.
d. Hijau
Sayur berwarna hijau merupakan sumber kaya Beta-Carotene (provitamin A). Semakin tua warna hijaunya, maka semakin banyak kandungan Beta-Carotenenya. Kandungan Beta-Carotene pada sayuran membantu memperlambat proses penuaan dini mencegah resiko penyakit kanker, meningkatkan fungsi paru-paru dan menurunkan komplikasi yang berkaitan dengan diabetes.
Selain itu, sayur mayur dan buah-buahan berwarna hijau juga mengandung Lutein, Vitamin dan Mineral yang sangat baik untuk sistem imun atau kekebalan tubuh serta baik untuk mata juga kulit. Vitamin K dalam sayuran hijau juga membantu tubuh menyerap kalsium untuk menjaga kekuatan tulang, juga pertumbuhan kuku dan rambut yang sehat.
e. Putih
Mengandung Allicin untuk menjaga kesehatan tulang, kesehatan fungsi arteri dan kelancaran peredaran darah. Kandungan serat dan vitamin C dalam buah-buahan berwarna putih juga tinggi. Manfaat langsung serat itu membuat kita nyaman saat buang air besar.
DAFTAR PUSTAKA
Apriyantono, anton. 1989. Analisis Pangan. PT Penerbit IPB. Bogor.
Harborne, J.B. 1983. Metode Fitokimia. Penerbit ITB Bandung.
Winarno, F.G. 1997. Kimia Pangan dan Gizi. PT Gramedia Pustaka Utama. Jakarta
TRANSPIRASI
PENDAHULUAN
Kehilangan air dalam bentuk uap/gas terjadi melalui intersepsi, evaporasi, transpirasi dan evapotranspirasi. Tarnspirasi adalah air yang hilang melaui proses penguapan dari permukaan daun tanaman. Suhu secara tidak langsung berpengaruh terhadap kehilangan air melalui proses evaporasi dari permukaan tanah dan transpirasi melalui tanaman [1]. Transpirasi dari permukaan tanaman dapat terjadi jika tekanan uap air dalam sel daun lebih tinggi daripada tekanan uap air di udara [2]. Beberapa faktor yang mempengaruhi transpirasi atau penguapan yakni besar-kecilnay daun, adanya lapisan lilin dan bulu pada permukaan daun. Dengan demikian, lebar dan luas permukaan daun, berdampak juga pada stomata dan kutikula. Terutama jumlah kutikula dan stomata. Seperti diketahui, kedua bagian tersebut merupakan pintu keluar air. Penguapan terbesar utamanya ditemui pada stomata ketimbang kutikula [3]. Cahaya matahari, menjadi pemicu membuka dan menutupnya stoma. Saat terang, stoma membuka; gelap menutup. Cahaya menghasilkan panas yang berakibat pada meningkatnya suhu. Kenaikan suhu pada tingkat tertentu. memaksa stoma melebar dan memperbesar transpirasi. Jadi, cahaya akan memacu kegiatan transpirasi daun [3]. Transpirasi terjadi dalam setiap bagian tumbuhan, pada umumnya kehilangan air terbesar berlangsung melalui daun. Menurut [4] terdapat dua tipe transpirasi yaitu : 1.
Transpirasi kutikula yaitu evaporasi air yang terjadi secara langsung melalui kutikula epidermis 2.
Transpirasi stomata yang dalam hal ini kehilangan air berlangsung melalui stomata. Hampir 97% air dari tanaman hilang melalui transpirasi stomata.
1]
R. Susanto.
Dasar-dasar Ilmu Tanah.
Yogyakarta : Kanisius.2005. [2]
R. Suyatno.
Masa Depan Perkebunan Kelapa Sawit Indonesia.
Yogyakarta : Kanisius. 2010 [3]
Trubus.
Aglaonema.
Vol. 06 www.trubus-online.co.id. 2009 [4]
A.R. Loveless.
Prinsip-Prinsip Biologi Tumbuhan untuk Daerah Tropik.
Jakarta : Gramedia. 1991 [5]
F.B. Salisbury dan C.W. Ross.
Fisiologi Tumbuhan.
jilid 1. Terjemahan dari Plant `Physiologi 4 th Edition oleh Dish R. Lukman dan Sumaryono. Bandung : ITB. 1995 [6]
C. Hanum.
Teknik Budaya Tanaman.
Jakarta : Departemen Pendidikan Nasional. 2008
TRANSPIRASI 2
Dalam aktivitas hidupnya, sejumlah besar air dikeluarkan oleh tumbuhan dalam bentuk uap air ke atmosfir. Pengeluaran air oleh tumbuhan dalam bentuk uap air prosesnya disebut dengan transpirasi. Banyaknya air yang ditranspirasikan oleh tumbuhan merupakan kejadian yang khas, meskipun perbedaan terjadi antara suatu species dan species yang lainnya. Transpirasi dilakukan oleh tumbuhan melalui stomata, kutikula dan lentisel. Disamping mengeluarkan air dalam bentuk uap, tumbuhan dapat pula mengeluarkan air dalam bentuk tetesan air yang prosesnya disebut dengan gutasi dengan melalui alat yang disebut dengan hidatoda yaitu suatu lubang yang terdapat pada ujung urat daun yang sering kita jumpai pada species tumbuhan tertentu. Sehubungan dengan transpirasi, organ tumbuhan yang paling utama dalam melaksanakan proses ini adalah daun, karena pada daunlah kita menjumpai stomata paling banyak. Transpirasi penting bagi tumbuhan karena berperan dalam hal membantu meningkatkan laju angkutan air dan garam mineral, mengatur suhu tubuh dan mengatur turgor optimum di dalam sel. Transpirasi dimulai dengan penguapan air oleh sel-sel mesofil kerongga antar sel yang ada dalam daun.
Dalam pengamatan ini, kita ngin mengetahui kecepatan transpirasi yang kebanyakan terjadi pada permukaan daun sera menghitung kecepatan transpirasi yang terjadi pada daun tersebut. Transpirasi dapat terjadi pada kutikula, stomata, dan lentisel. Jumlah air yang dikeluarkan melalui transpirasi pada setiap tumbuhan tidak sama dan tergantung pada banyak faktor. Transpirasi dipengaruhi baik oleh faktor luar maupun faktor dalam.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
Air diserap ke dalam akar secara osmosis melalui rambut akar, sebagian besar bergerak menurut gradien potensial air melalui xilem. Air dalam pembuluh xilem mengalami tekanan besar karena molekul air polar menyatu dalam kolom berlanjut akibat dari penguapan yang berlangsung di bagian atas. Sebagian besar ion bergerak melalui simplas dari epidermis akar ke xilem, dan kemudian ke atas melalui arus transportasi.Laju transpirasi dipengaruhi oleh ukuran tumbuhan, kadar CO2, cahaya, suhu, aliran udara, kelembaban, dan tersedianya air tanah. Faktor-faktor ini mempengaruhi perilaku stoma yang membuka dan menutupnya dikontrol oleh perubahan tekanan turgor sel penjaga yang berkorelasi dengan kadar ion kalium (K+) di dalamnya. Selama stoma terbuka, terjadi pertukaran gas antara daun dengan atmosfer dan air akan hilang ke dalam atmosfer. Untuk mengukur laju transpirasi tersebut dapat digunakan potometer . Transpirasi pada tumbuhan yang sehat sekalipun tidak dapat dihindarkan dan jika berlebihan akan sangat merugikan karena tumbuhan akan menjadi layu bahkan mati.Sebagian besar transpirasi berlangsung melalui stomata sedang melalui kutikula daun dalam jumlah yang lebih sedikit. Transpirasi terjadi pada saat tumbuhan membuka stomatanya untuk mengambil karbon dioksida dari udara untuk berfotosintesis.Lebih dari 20 % air yang diambil oleh akar dikeluarkan ke udara sebagai uap air. Sebagian besar uap air yang ditranspirasi oleh tumbuhan tingkat tinggi berasal dari daun selain dari batang, bunga dan buah.Transpirasi menimbulkan arus transpirasi yaitu translokasi air dan ion organik terlarut dari akar ke daun melalui xilem ( Siregar. 2003: 84).
Struktur anatomi daun memungkinkan penurunan jumlah difusi dengan menstabilkan lapis pembatas tebal relatif. Misalnya rapatnya jumlah trikoma pada permukaan daun cenderung meyebabkan lapisan pembatas udara yang reltif tidak bergerak. Stomata yang tersembunyi menekan permukaan daun sehingga stomata membuka. Udara memiliki efek penting dalam penjenuhan jumlah udara. Udara hangat membaewa lebih banyak air dari pada udara dingin. Oleh karena itu, pada saat panan volume udara akan memberikan sedikit uapa air dengan kelembaban relatif yang lebih rendah daripada saat dingin. Untuk alasan ini, tumbuhan cenderung kehilangan air lebih cepat pada udara hangat dari pada udara dingin. Hilangnya uap air dari ruang interseluler daun menurunkan kelembaban relatif pada ruang tersebut. Air yang menguap dari daun (stomata) ini menimbulkan kekuatan kapiler yang menarik air dari daerah yang berdekatan dalam daun.Beberapa penggantian air berasal dari dalam sel daun melalui membran plasma. Ketika air meninggalkan daun, molekul air menjadi lebih kecil. Hal ini akan mengurangi tekanan turgor. Jika banyak air yang dipindahkan, tekanan turgor akan menjadi nol (Anonim. 2009).
Tumbuhan seperti pohon jati dan akasia mengurangi penguapan dengan cara menggungurkan daunnya di musim panas.Pada tumbuhan padi-padian, liliacea dan jahe-jahean, tumbuhan jenis ini mematikan daunnya pada musim kemarau. Pada musim hujan daun tersebut tumbuh lagi.Tumbuhan yang hidup di gurun pasir atau lingkungan yang kekurangan air (daerah panas) misalnya kaktus, mempunyai struktur adaptasi khusus untuk menyesuaikan diri dengan lingkungannya. Pada tumbuhan yang terdapat di daerah panas, jika memiliki daun maka daunnya berbulu, bentuknya kecil-kecil dan kadang-kadang daun berubah menjadi duri (Sasmitamihardja. 1996: 49).
Ruang interseluler udara dalam daun mendekati keseimbangan dengan larutan dalam fibrill sel pada dinding sel. Hal ini berarti sel-sel hampir jenuh dengan uap air, padahal banyaknya udara di luar daun hampir kering. Difusi dapat terjadi jika ada jalur yang memungkinkan adanya ketahanan yang rendah. Kebanyakan daun tertutup oleh epidermis yang berkutikula yang memiliki resistansi (ketahanan) tinggi untuk terjadinya difusi air (Lakitan. 1993. 39).
DAFPUST
Benyamin, Lakitan. 1993. Fisiologi Tumbuhan. Raja Grafindo Persada. Jakarta.
Sasmitamihardja, Drajat. 1996. Fisiologi Tumbuhan. Departemen Pendidikan dan
Kebudayaan. Jakarta.
Siregar, Arbayah. 2003. Anatomi Tumbuhan. ITB. Bandung.
Pendahuluan pigmen pada tumbuhan
Pigmen adalah warna yang beredar di masyarakat merupakan zat warna yang dibuat secara kimia (warna sintetis) dan warna yang dihasilkan oleh makhluk hidup yang biasa. Penentuan bahan makanan pada umumnya sangat bergantung pada beberapa faktor diantaranya cita rasa, warna, tekstur, dan nilai gizinya. Tetapi disamping itu masih ada faktor lainnya, yaitu sifat mikrobiologis. Tetapi, sebelum mempertimbangkan ataupun memperhatikan faktor-faktor lainnya, secara visual faktor warna sangat menentukan. Pewarna alami kini telah banyak digantikan dengan pewarnabuatan yang memberikan lebihbanyak kisaran warna yang telahdibakukan. Hal ini karena zatpewarna alami kurang stabil danmudah mengalami perubahan baik fisik maupun kimiawi. Stabilitaswarna dari zat pewarnadipengaruhi oleh cahaya, pH, oksidator, reduktor, dan surfaktan. Warna dapat berfungsi sebagai indicator penentuan terhadap kesegaran dan kematangan sayuran atau buah-buahan (Winarno, 1997).
Beberapa pigmen yang penting yaitu yang tergolong dalam kelompok klorofil, karotenoid, antosianin, antoxantin, serta tanin. Pigmen-pigmen golongan karoten sangat penting, yang dilihat dari segi kebutuhan gizi manusia maupun hewan. Hal ini disebabkan karena sebagian karotenoid dapat diubah menjadi vitamin A. Dimana pigmen-pigmen ini banyak ditemukan di dalam tanaman bersama-sama dengan klorofil (Apriyantono, 1989).
Meskipun sekarang ini sudah lebih dari 300 karotenoid yang telah diketahui, tetapi hanya sedikit yang umumnya terdapat dalam tumbuhan tingkat tinggi. Karotenoid yang terkenal adalah hidrokarbon tak jenuh turunan likopena atau turunan likopena teroksigenasi, yang dikenal sebagai xantofil. Xantofil umumnya berupa monohidroksikarotena (lutein, rubixantin), dihidroksikarotena (zeaxantin), atau dihidroksiepoksikarotena (violaxantin) (Harborne, 1983).
Karotenoid adalah pigmen (pewarna alami) organik yang terjadi secara alamiah dalam tumbuhan dan organisme berfotosintesis lainnya seperti ganggang, beberapa jenis fungi dan beberapa bakteri. Sekarang terdapat 600 karotenoid yang dikenal, mereka dibagi menjadi dua kelas, xanthophylls dan karoten. Karotenoid alami (juga dikenal sebagai ekstrak karoten) yang secara alami dapat memberikan pigmen warna pada berbagai tumbuhan termasuk buah-buahan dan sayuran. Karotenoid merupakan suatu zat alami yang sangat penting dan mempunyai sifat larut dalam lemak atau pelarut organik tetapi tidak larut dalam air yang merupakan suatu kelompok pigmen berwarna orange, merah atau kuning (Ashrie, 2009).
Pigmen karotenoid mempunyai struktur alifatik atau alisiklik yang pada umumnya disusun oleh delapan unit isoprene, dimana kedua gugus metil yang dekat pada molekul pusat terletak pada posisi C1 dan C6, sedangkan gugus metil lainnya terletak pada posisi C1 dan C5 serta diantarannya terdapat ikatan ganda terkonjugasi. Semua senyawa karotenoid mengandung sekurang-kurangnya empat gugus metil dan selalu terdapat ikatan ganda terkonjugasi diantara gugus metil tersebut. Adanya ikatan ganda terkonjugasi dalam ikatan karotenoid menandakan adanya gugus kromofora yang menyebabkan terbentuknya warna pada karotenoid. Semakin banyak ikatan ganda terkonjugasi, maka makin pekat warna pada karotenoid tersebut yang mengarah ke warna merah (Ali, 2009).
Berdasarkan unsur-unsur penyusunnya karotenoid dapat digolongkan dalam dua kelompok pigmen yaitu karoten dan xantofil. Karoten mempunyai susunan kimia yang hanya terdiri dari C dan H seperti alfa, beta gamma karoten. Sedangkan xantofil terdiri dari atom-atom C, H dan O. Contoh senyawa yang termasuk dalam xantofil antara lain: cantaxanthin, astaxanthin, rodoxanthin dan torularhodin. Sebenarnya xantofil menurut pengelompokannya turunan karoten yang mengandung oksigen didalam struktur molekulnya (Ali, 2009).
Arti Warna Sayur dan Buah
Sayur mayur dan buah-buahan merupakan sumber makanan yang kaya akan kandungan gizi, vitamin dan mineral yang sangat bermanfaat kesehatan tubuh. Buah dan sayuran memiliki berbagai macam aneka warna yang berbeda-beda. Dan tahukah anda bahwa ternyata warna pada buah dan sayuran ini memiliki arti. Warna-warna tersebut menunjukkan kandungan fitonutrien yang terkandung di dalamnya.
Fitonutrien atau kadang disebut fitokimia, dalam arti luas adalah segala jenis zat kimia atau nutrien yang diturunkan dari sumber tumbuhan, termasuk sayuran dan buah-buahan. Dalam penggunaan umum, fitokimia memiliki definisi yang lebih sempit. Fitokimia biasanya digunakan untuk merujuk pada senyawa yang ditemukan pada tumbuhan yang tidak dibutuhkan untuk fungsi normal tubuh, tapi memiliki efek yang menguntungkan bagi kesehatan atau memiliki peran aktif bagi pencegahan penyakit.
Fungsi fitonutrien bagi tumbuhan adalah menjaganya dari lingkungan sekitar, seperti pemangsa, virus, bakteri dan jamur. Sedangkan fungsi fitonutrien bagi manusia antara lain yaitu untuk menjaga kesehatan jantung, sirkulasi darah, membantu pertumbuhan sel dan fungsi organ tubuh, serta antioksidan yang dapat melindungi tubuh dari radikal bebas.
Fitonutrien yang terkandung pada buah dan sayuran masing-masing berbeda-beda satu sama lain. Jenis-jenis fitonutrien antara lain Lycopene, Beta-Carotene, Anthocyanidins, Resveratol, Striknin, Skopolamin, Skopoletin, Skoparon, Allicin, dan Lutein. Untuk mendapat semua manfaatnya, disarankan anda untuk mengkonsumsi aneka buah dan sayuran ini dengan berbagai ragamnya setiap hari. Berikut kandungan fitonutrien pada warna buah dan sayur serta manfaatnya bagi kesehatan kita.
a. Merah
Warna merah pada buah-buahan berarti dalam buah tersebut terdapat kandungan Antosianin dan Lycopene di dalamnya. Antosianin berguna untuk mencegah infeksi dan kanker kandung kemih, sedangkan Lycopene menghambat fungsi kemunduran fisik dan mental agar kita tidak mudah pikun. Selain itu, Lycopene juga mencegah bermacam-macam penyakit kanker. Lycopene juga dikenal sebagai Antioksidan tinggi untuk melindungi tubuh dari serangan virus, infeksi serta dapat mencegah penuaan dini dengan cara melindungi lapisan kolagen yang sangat baik untuk kesehatan kulit dalam tubuh kita.
Sementara sayuran yang berwarna merah seperti terung, kol merah, dan bayam merah. Pigmen pada sayuran jenis ini mengandung flavonoid yang berfungsi sebagai antikanker. Selain itu, kol merah jika disantap mentah ternyata mengandung senyawa fitokimia dan vitamin C dua kali lipat daripada kol putih.
b. Jingga dan Kuning
Buah dan sayur yang berwarna jingga atau kuning mengandung Beta-Carotene sebagai antioksidan yang bisa mencegah penyakit jantung, kanker kulit dan penuaan dini serta sebagai sumber vitamin C yang membantu tubuh menyerap zat besi untuk mencegah anemia dan rasa letih yang berlebih. Selain itu, sebagian Beta-Carotene yang ada di dalam tubuh berubah menjadi vitamin A yang akan memacu sistem kekebalan tubuh, membuat tubuh tidak mudah terserang penyakit.
c. Ungu, Biru dan Hitam
Mengandung Anthocyanidins Resveratol, Striknin, Skopolamin, Skopoletin dan Skoparon yang merupakan senyawa aktif yang dapat menghambat serangan gugup atau kekejangan saraf. Selain Oksidan yang tinggi sayur dan buah warna ungu-biru hitam ini baik untuk memperlancar peredaran darah.
d. Hijau
Sayur berwarna hijau merupakan sumber kaya Beta-Carotene (provitamin A). Semakin tua warna hijaunya, maka semakin banyak kandungan Beta-Carotenenya. Kandungan Beta-Carotene pada sayuran membantu memperlambat proses penuaan dini mencegah resiko penyakit kanker, meningkatkan fungsi paru-paru dan menurunkan komplikasi yang berkaitan dengan diabetes.
Selain itu, sayur mayur dan buah-buahan berwarna hijau juga mengandung Lutein, Vitamin dan Mineral yang sangat baik untuk sistem imun atau kekebalan tubuh serta baik untuk mata juga kulit. Vitamin K dalam sayuran hijau juga membantu tubuh menyerap kalsium untuk menjaga kekuatan tulang, juga pertumbuhan kuku dan rambut yang sehat.
e. Putih
Mengandung Allicin untuk menjaga kesehatan tulang, kesehatan fungsi arteri dan kelancaran peredaran darah. Kandungan serat dan vitamin C dalam buah-buahan berwarna putih juga tinggi. Manfaat langsung serat itu membuat kita nyaman saat buang air besar.
DAFTAR PUSTAKA
Apriyantono, anton. 1989. Analisis Pangan. PT Penerbit IPB. Bogor.
Harborne, J.B. 1983. Metode Fitokimia. Penerbit ITB Bandung.
Winarno, F.G. 1997. Kimia Pangan dan Gizi. PT Gramedia Pustaka Utama. Jakarta
TRANSPIRASI
PENDAHULUAN
Kehilangan air dalam bentuk uap/gas terjadi melalui intersepsi, evaporasi, transpirasi dan evapotranspirasi. Tarnspirasi adalah air yang hilang melaui proses penguapan dari permukaan daun tanaman. Suhu secara tidak langsung berpengaruh terhadap kehilangan air melalui proses evaporasi dari permukaan tanah dan transpirasi melalui tanaman [1]. Transpirasi dari permukaan tanaman dapat terjadi jika tekanan uap air dalam sel daun lebih tinggi daripada tekanan uap air di udara [2]. Beberapa faktor yang mempengaruhi transpirasi atau penguapan yakni besar-kecilnay daun, adanya lapisan lilin dan bulu pada permukaan daun. Dengan demikian, lebar dan luas permukaan daun, berdampak juga pada stomata dan kutikula. Terutama jumlah kutikula dan stomata. Seperti diketahui, kedua bagian tersebut merupakan pintu keluar air. Penguapan terbesar utamanya ditemui pada stomata ketimbang kutikula [3]. Cahaya matahari, menjadi pemicu membuka dan menutupnya stoma. Saat terang, stoma membuka; gelap menutup. Cahaya menghasilkan panas yang berakibat pada meningkatnya suhu. Kenaikan suhu pada tingkat tertentu. memaksa stoma melebar dan memperbesar transpirasi. Jadi, cahaya akan memacu kegiatan transpirasi daun [3]. Transpirasi terjadi dalam setiap bagian tumbuhan, pada umumnya kehilangan air terbesar berlangsung melalui daun. Menurut [4] terdapat dua tipe transpirasi yaitu : 1.
Transpirasi kutikula yaitu evaporasi air yang terjadi secara langsung melalui kutikula epidermis 2.
Transpirasi stomata yang dalam hal ini kehilangan air berlangsung melalui stomata. Hampir 97% air dari tanaman hilang melalui transpirasi stomata.
1]
R. Susanto.
Dasar-dasar Ilmu Tanah.
Yogyakarta : Kanisius.2005. [2]
R. Suyatno.
Masa Depan Perkebunan Kelapa Sawit Indonesia.
Yogyakarta : Kanisius. 2010 [3]
Trubus.
Aglaonema.
Vol. 06 www.trubus-online.co.id. 2009 [4]
A.R. Loveless.
Prinsip-Prinsip Biologi Tumbuhan untuk Daerah Tropik.
Jakarta : Gramedia. 1991 [5]
F.B. Salisbury dan C.W. Ross.
Fisiologi Tumbuhan.
jilid 1. Terjemahan dari Plant `Physiologi 4 th Edition oleh Dish R. Lukman dan Sumaryono. Bandung : ITB. 1995 [6]
C. Hanum.
Teknik Budaya Tanaman.
Jakarta : Departemen Pendidikan Nasional. 2008
TRANSPIRASI 2
Dalam aktivitas hidupnya, sejumlah besar air dikeluarkan oleh tumbuhan dalam bentuk uap air ke atmosfir. Pengeluaran air oleh tumbuhan dalam bentuk uap air prosesnya disebut dengan transpirasi. Banyaknya air yang ditranspirasikan oleh tumbuhan merupakan kejadian yang khas, meskipun perbedaan terjadi antara suatu species dan species yang lainnya. Transpirasi dilakukan oleh tumbuhan melalui stomata, kutikula dan lentisel. Disamping mengeluarkan air dalam bentuk uap, tumbuhan dapat pula mengeluarkan air dalam bentuk tetesan air yang prosesnya disebut dengan gutasi dengan melalui alat yang disebut dengan hidatoda yaitu suatu lubang yang terdapat pada ujung urat daun yang sering kita jumpai pada species tumbuhan tertentu. Sehubungan dengan transpirasi, organ tumbuhan yang paling utama dalam melaksanakan proses ini adalah daun, karena pada daunlah kita menjumpai stomata paling banyak. Transpirasi penting bagi tumbuhan karena berperan dalam hal membantu meningkatkan laju angkutan air dan garam mineral, mengatur suhu tubuh dan mengatur turgor optimum di dalam sel. Transpirasi dimulai dengan penguapan air oleh sel-sel mesofil kerongga antar sel yang ada dalam daun.
Dalam pengamatan ini, kita ngin mengetahui kecepatan transpirasi yang kebanyakan terjadi pada permukaan daun sera menghitung kecepatan transpirasi yang terjadi pada daun tersebut. Transpirasi dapat terjadi pada kutikula, stomata, dan lentisel. Jumlah air yang dikeluarkan melalui transpirasi pada setiap tumbuhan tidak sama dan tergantung pada banyak faktor. Transpirasi dipengaruhi baik oleh faktor luar maupun faktor dalam.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
Air diserap ke dalam akar secara osmosis melalui rambut akar, sebagian besar bergerak menurut gradien potensial air melalui xilem. Air dalam pembuluh xilem mengalami tekanan besar karena molekul air polar menyatu dalam kolom berlanjut akibat dari penguapan yang berlangsung di bagian atas. Sebagian besar ion bergerak melalui simplas dari epidermis akar ke xilem, dan kemudian ke atas melalui arus transportasi.Laju transpirasi dipengaruhi oleh ukuran tumbuhan, kadar CO2, cahaya, suhu, aliran udara, kelembaban, dan tersedianya air tanah. Faktor-faktor ini mempengaruhi perilaku stoma yang membuka dan menutupnya dikontrol oleh perubahan tekanan turgor sel penjaga yang berkorelasi dengan kadar ion kalium (K+) di dalamnya. Selama stoma terbuka, terjadi pertukaran gas antara daun dengan atmosfer dan air akan hilang ke dalam atmosfer. Untuk mengukur laju transpirasi tersebut dapat digunakan potometer . Transpirasi pada tumbuhan yang sehat sekalipun tidak dapat dihindarkan dan jika berlebihan akan sangat merugikan karena tumbuhan akan menjadi layu bahkan mati.Sebagian besar transpirasi berlangsung melalui stomata sedang melalui kutikula daun dalam jumlah yang lebih sedikit. Transpirasi terjadi pada saat tumbuhan membuka stomatanya untuk mengambil karbon dioksida dari udara untuk berfotosintesis.Lebih dari 20 % air yang diambil oleh akar dikeluarkan ke udara sebagai uap air. Sebagian besar uap air yang ditranspirasi oleh tumbuhan tingkat tinggi berasal dari daun selain dari batang, bunga dan buah.Transpirasi menimbulkan arus transpirasi yaitu translokasi air dan ion organik terlarut dari akar ke daun melalui xilem ( Siregar. 2003: 84).
Struktur anatomi daun memungkinkan penurunan jumlah difusi dengan menstabilkan lapis pembatas tebal relatif. Misalnya rapatnya jumlah trikoma pada permukaan daun cenderung meyebabkan lapisan pembatas udara yang reltif tidak bergerak. Stomata yang tersembunyi menekan permukaan daun sehingga stomata membuka. Udara memiliki efek penting dalam penjenuhan jumlah udara. Udara hangat membaewa lebih banyak air dari pada udara dingin. Oleh karena itu, pada saat panan volume udara akan memberikan sedikit uapa air dengan kelembaban relatif yang lebih rendah daripada saat dingin. Untuk alasan ini, tumbuhan cenderung kehilangan air lebih cepat pada udara hangat dari pada udara dingin. Hilangnya uap air dari ruang interseluler daun menurunkan kelembaban relatif pada ruang tersebut. Air yang menguap dari daun (stomata) ini menimbulkan kekuatan kapiler yang menarik air dari daerah yang berdekatan dalam daun.Beberapa penggantian air berasal dari dalam sel daun melalui membran plasma. Ketika air meninggalkan daun, molekul air menjadi lebih kecil. Hal ini akan mengurangi tekanan turgor. Jika banyak air yang dipindahkan, tekanan turgor akan menjadi nol (Anonim. 2009).
Tumbuhan seperti pohon jati dan akasia mengurangi penguapan dengan cara menggungurkan daunnya di musim panas.Pada tumbuhan padi-padian, liliacea dan jahe-jahean, tumbuhan jenis ini mematikan daunnya pada musim kemarau. Pada musim hujan daun tersebut tumbuh lagi.Tumbuhan yang hidup di gurun pasir atau lingkungan yang kekurangan air (daerah panas) misalnya kaktus, mempunyai struktur adaptasi khusus untuk menyesuaikan diri dengan lingkungannya. Pada tumbuhan yang terdapat di daerah panas, jika memiliki daun maka daunnya berbulu, bentuknya kecil-kecil dan kadang-kadang daun berubah menjadi duri (Sasmitamihardja. 1996: 49).
Ruang interseluler udara dalam daun mendekati keseimbangan dengan larutan dalam fibrill sel pada dinding sel. Hal ini berarti sel-sel hampir jenuh dengan uap air, padahal banyaknya udara di luar daun hampir kering. Difusi dapat terjadi jika ada jalur yang memungkinkan adanya ketahanan yang rendah. Kebanyakan daun tertutup oleh epidermis yang berkutikula yang memiliki resistansi (ketahanan) tinggi untuk terjadinya difusi air (Lakitan. 1993. 39).
DAFPUST
Benyamin, Lakitan. 1993. Fisiologi Tumbuhan. Raja Grafindo Persada. Jakarta.
Sasmitamihardja, Drajat. 1996. Fisiologi Tumbuhan. Departemen Pendidikan dan
Kebudayaan. Jakarta.
Siregar, Arbayah. 2003. Anatomi Tumbuhan. ITB. Bandung.
Laporan Pemurnian
PEMURNIAN
Latar Belakang
Biasanya zat murni telah tercemar dengan zat-zat lain yang dapat membentuk campuran yang bersifat homogen dan heterogen yang bergantung pada jenis komponen yang tergantung didalamnya.
Zat murni ada dua yaitu unsur dan senyawa, sedangkan campuran merupakan gabungan dua zat murni dengan komposisi sembarangan. Zat murni yang telah tercemar mengandung zat-zat lain dalam bentuk gas, cair, atau padatan.
Dibumi jarang terdapat materi dalam keadaan murni, melainkan dalam bentuk campuran. Contohnya, air laut terdiri dari iar dan berbagai zat yang tercampur didalamnya, misalnya garam. Tanah terdiri dari berbagai senyawa dan unsur baik dalam wujud padat, cair, atau gas. Udara yang kita hirup setiap hari mengandung bermacam-macam unsur dan senyawa, seperti oksigen, nitrogen, uap air, karbon monoksida, dan sebagainya.
Untuk memperoleh zat murni kita harus memisahkannya dari bahan-bahan pencemar atau pencampuran lainnya pada suatu campuran dengan sistem pemisahan dan pemurnian.
Banyak cara atau teknik yang dilakukan dalam pemisahan campuran. Hal tersebut bergantung pada jenis, wujud, dan sifat komponen yang terkandung didalamnya, seperti pemisahan pemisahan zat padat dari suspensi, pemisahan zat padat dari larutan, pemisahan campuran zat cair, pemisahan campuran dua jenis padatan.
Pada prinsipnya pemisahan dilakukan untuk memisahkan dua zat atau lebih yang saling bercampur dan pemurnian dilakukan untuk mendapatkan zat murni dari suatu zat yang telah tercemar oleh zat lain
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
Pemisahan dan pemurnian adalah proses pemisahan dua zat atau lebih yang saling bercampur serta untuk mendapatkan zat murni dari suatu zat yang telah tercemar atau tercampur. Campuran adalah setia contoh materi yang tidak murni, yaitu bukan sebuah unsur atau sebuah senyawa. Susunan suatu campuran tidak sama dengan sebuah zat, dapat bervariasi, campuran dapat berupa homogen dan heterogen.
(Ralph H Ptrucci-Seminar, 1996, Kimia Dasar Jilid 1)
Campuran merupakan suatu materi yang dibuat dari penggabungan dua zat berlainan atau lebih menjadi satu zat fisik. Tiap zat dalam campuran ini tetap mempertahakan sifat-sifat aslinya. Sifat-sifat asli campuran :
- Campuran terbentuk tanpa melalui reaksi kimia.
- mempunyai sifat zat asalnya
- Terdiri dari dua jenis zat tunggal atau lebih.
- Komposisinya tidak tetap.
Campuran terbagi menjadi dua (2) bagian, yaitu campuran homogen dan campuran heterogen.
Campuran homogen (larutan) adalah campuran unsur-unsur dan atau senyawa yang mempunyai susunan seragam dalam contoh itu tetapi berbeda susunan dari contoh lain, selain itu juga merupakan penggabungan zat tunggal atau lebih yang semua partikelnya menyebar merata sehingga membentuk satu fase. Yang disebut satu fase adalah zat dan sifat komposisinya sama antara satu bagian dengan bagian lain didekatnya dan juga campuran dapat dikatakan campuran homogen jika antara komponennya tidak terdapat bidang batas sehingga tidak terbedakan lagi walaupun menggunakan mikroskop ultra. Selain itu campuran homogen mempunyai komposisi yang sama pada setiap bagiannya dan juga memiliki sifat-sifat yang sama diseluruh cairan.
Campuran heterogen adalah campuran yang komponen-komponennya dapat memisahkan diri secara fisik karena perbedaan sifatnya dan penggabungan yang tidak merata antara dua zat tunggal atau lebih sehingga perbandingan komponen yang satu dengan yang lainnyatidak sama diberbagai bejana. Dan juga campuran dapat dikatakan campuran heterogen jika antara komponennya masihterdapat bidang batas dan sering kali dapat dibedakan tanpa menggunakan mikroskop, hanya dengan mata telanjang, serta campuran memiliki dua fase, sehingga sifat-sifatnya tidak seragam.
(Ralph H Petrucci-Seminar, 1987. kimia dasar 1)
Campuran dapat dipisahkan melalui peristiwa fisika atau kimia. Pemisahan secara fisika tidak mengubah zat selama pemisahan, sedangkan secara kimia, satu komponen atau lebih direaksikan dengan zat lain sehingga dapat dipisahkan.
Cara atau teknik pemisahan campuran bergantung pada jenis, wujud, dan sifat komponen yang terkandung didalamnya. Jika komponen berwujud padat dan cair , misalnya pasir dan air, dapat dipisahkan dengan saringan. Saringan bermacam-macam, mulai dari yang porinya besar sampai yang sangat halus, contohnya kertas saring dan selaput semi permiabel. Kertas saring dipakai untuk memisahkan endapan atau padatan dari pelarut. Selaput semi permiabel dipakai untuk memisahkan suatu koloid dari pelarutnya.
(Syukuri S. 1999, Kimia Dasar 1)
Karena perbedaan keadaan agregasi (bentuk penampilan materi) sangat mempengaruhi metode pemisahan dan pemurnian yang diperlukan, maka diadakan pembedaan :
a. Memisahkan zat padat dari suspensi
suspensi adalah sistem yang didalamnya mengandung partikel sangat kecil (padat), setengah padat, atau cairan tersebutr secara kurang lebih seragam dalam medium cair.
Suatu suspensi dapat dipisahkan dengan penyaringan (filtrasi) dan sentrifugasi.
- Penyaringan (filtrasi)
Operasi ini adalah pemisahan endapan dari larutan induknya, sasarannya adalah agar endapan dan medium penyaring secara kuantitatif bebas dari larutan. Media yang digunakan untuk penyaring adalah:
- kertas saring
- penyaring asbes murni atau platinum
- lempeng berpori yang terbuat dari kaca bertahanan misalnya pyrex dari silika atau porselin.
- Sentrifugasi (pemusingan)
Sentrifugasi dapat digunakan untuk memisahkan suspensi yang jumlahnya sedikit. Sentrifugasi digunakan untuk memutar dengan cepat hingga gaya sentrifugal beberapa kali lebih besar daripada gorsa berat, digunakan untuk mengendapkan partikel tersuspensi.
b. Memisahkan zat padat dari larutan
Zat terlarut padat tidak dapat dipisahkan dari larutannya dengan penyaringan dan pemusingan (sentrifugasi). Zat padat terlarut dapat dipisahkan melalui penguapan atau kristalisasi.
- Penguapan
Pada penguapan, larutan dipanaskan sehingga pelarutnya meninggalkan zat terlarut. Pemisahan terjadi karena zat terlarut mempunyai titik didih yang lebih tinggi daripada pelarutnya.
- Kristalisasi
Kristalisasi adalah larutan pekat yang didinginkan sehingga zat terlarut mengkristal. Hal itu terjadi karena kelarutan berkurang ketika suhu diturunkan. Apabila larutan tidak cukup pekat, dapat dipekatkan lebih dahulu dengan jalan penguapan, kemudian dilanjutkan dengan pendinginan melalui kristalisasi diperoleh zat padat yang lebih murni karena komponen larutan yang lainnya yang kadarnya lebih kecil tidak ikut mengkristal.
- Rekristalisasi
Teknik pemisahan dengan rekristalisasi (pengkristalan kembali) berdasarkan perbedaan titik beku komponen. Perbedaan itu harus cukup besar, dan sebaiknya komponen yang akan dipisahkan berwujud padat dan yang lainnya cair pada suhu kamar. Contohnya garam dapat dipisahkan dari air karena garam berupa padatan. Air garam bila dipanaskan perlahan dalam bejana terbuka, maka air akan menguap sedikit demi sedikit. Pemanasan dihentikan saat larutan tepat jenuh. Jika dibiarkan akhirnya terbentuk kristal garam secara perlahan. Setelah pengkristalan sempurna garam dapat dipisahkan dengan penyaring.
(Syukri S. 1991. Kimia Dasar 1)
c. Memisahkan campuran zat cair
Zat cair dapat dipisahkan dari campurannya melalui distilasi. Campuran dua jenis cairan yang tidak saling melarutkan dapat dipisahkan dengan dekantasi dan coronh pisah.
- Distilasi
Dasar pemisahan dengan distilasi adalah perbedaan titik didih dua cairan atau lebih. Jika canpuran dipanaskan maka komponen yang titik didihnya lebih rendah akan menguap lebih dulu. Dengan mengatur suhu secara cermat kita dapat menguapkan dan kemudian mengembunkan komponen demi komponen secara bertahap. Pengmbunan terjadi dengan mengalirkan uap ketabung pendingin. Contohnya memisahkan campuran air dan alkohol. Titik didih air dan alkohol masing-masing 100˚C dan 78˚C. Jika campuran dipanaskan (dalam labu destilasi) dan suhu diatur sekitar 78˚C, maka alkohol akan menguap sedikit demi sedikit. Uap itu mengembun dalam pendingin dan akhirnya didapatkan cairan alkohol murni.
(Syukri S. 1999. Kimia Dasar 1)
- Dekantasi (pengendapan)
Dekantasi (pengendapan) merupakan proses pemisahan suatu zat dari campurannya dengan zat lain secara pengendapan didasarkan pada massa jenis yang lebih kecil akan berada pada lapisan bagian bawah atau mengendap, contohnya air dan pasir. selain itu zat terlarut (yang akan dipisahkan) diproses diubah menjadi bentuk yang tak larut, lalu dipisahkan dari larutan.
Faktor-faktor yang mempengaruhi kelarutan endapan:
- suhu
- ph
- efek garam
- kompleksasi
- derajat supersaturasi
- sifat pelarut
(Husein H. Bahti. 1998. Teknik Pemisahan Kimia dan Fisaka)
- Corong Pisah
Untuk pelarut-pelarut yang lebih ringan dari air, dapat digunakan corong pemisah yang dimodifikasi, yang dirancang untuk menyederhanakan penyingkiran fase yang lebih ringan. Setelah keadaan seimbang, lapisan yang lebih ringan (misalcter) dan lapisan air, didesak keatas dengan memasukkan merkurium melalui kran pada dasar bulatan corong, dengan bantuan sebuah bola pembantu pengatur permulaan merkurium.
- Ekstraksi
Ekstraksi adalah suatu proses pemisahan substansi zat dari campurannya dengan menggunakan pelarut yang sesuai. Prinsip metode ini didasarkan pada distribusi zat terlarut dengan perbandingan tertentu antara dua pelarut yang tidak saling bercampur seperti eter kloroform, karbon tetraklorida dan karbon disulfida.
Dalam industri, ekstraksi pelarut sering kali dilaksanakan, dimana tetesan pelarut yang lebih ringan bergerak ke atas melewati arus ke bawah lambat-lambat dari pelarut yang lebih berat. Penerapan teknik ini di tunjukan untuk mengekstrak DDT dan airke minyak. Ekstraksi arus lawan semacam itu sangat efisien karan pada ujung bawah tabung, pelarut yang telah kehilangan hamper semua zat terlarutnya di ekstrak oleh pelarut lain yang masih bersih.
Diantar berbagai metode pemisahan ekstraksi merupakan metode yang paling baik dan paling popular, alas an utamanya karena metode ini dapat dilakukan baik dalam tingkat makro maupun mikro. Pemisah tidak memerlukan alat khusus atau canggih, melainkan hanya memerlukan corong pisah. Pemisahan yang dilakukan sangat sederhana, bersi, cepat dan mudah.
Sublimasi adalah diman suatu padatan diuapkan tanpa melalui peleburan dan hanya diembunkan uapnya dengan mendinginkannya, langsung kembali dalam keadaan padat.
Syarat sublimasi :
- Padatan akan menyublin bila tekanan uapnya mencampai tekanan atmosfer di bawah titk lelehnya.
- Secara teoritis setiap zat yang dapat didestilasikan tanpa tanpa terurai, dapat di sublimasikan pada suhu dan tewkanan yang cocok.
Penggunaan sublimasi :
- Terbatas pada pemisahan senyawa-senyawa Kristal mengaup dari senyawa-senyawa yang sukar menguap atau dari senyawa-senyawa yang menguap tapi tdak mengembun pada kondisi yang di gunakan.
- Senayawa-senyawa prgani seperti :
Naftalena, asam benzoate, asam salisilat, fosfor, sakarin, kafein, kinin dan lain-lain.
- Senyawa-senyawa organic :
I2, S, AS, AS2O3 , klorida dari logam-logam Hg, Ag, Al dan sebagainya.
Sublimasi yang terjadi sebenarnya hanya dapat terjadi jika tekanan uap parsial dari senyawa itu lebih rendah dari pada tekanan titik berkaki 3, misalnya pada naftalena yang mem[unyai titik berkaki 3 790 dan tenana keseimbangan 179 mm hg, jia di panaskan perlahan-lahandi bawah 1790 naftalena akan menguap tanpa meleleh terlebih dahulu dengan demikian penguapan akan berjalan terus sehingga padatan hilang.
DAFTAR PUSTAKA
Petrucci, Ralph H dan seminar. 1987. Kimia Dasar. Jilid 1. Jakarta: Erlangga.
Petrucci. 1996. Kimia Dasar. Jilid 1. Jakarta: Erlangga.
Sudjadi. 1988. Metode Pemisahan. Fakultas Farmasi UGM: Yogyakarta.
S, Syukri. 1991. Kimia dasar 1. ITB: Bandung.
S, Syukri. 1999. Kimia Dasar 1. ITB: Bandung.
Latar Belakang
Biasanya zat murni telah tercemar dengan zat-zat lain yang dapat membentuk campuran yang bersifat homogen dan heterogen yang bergantung pada jenis komponen yang tergantung didalamnya.
Zat murni ada dua yaitu unsur dan senyawa, sedangkan campuran merupakan gabungan dua zat murni dengan komposisi sembarangan. Zat murni yang telah tercemar mengandung zat-zat lain dalam bentuk gas, cair, atau padatan.
Dibumi jarang terdapat materi dalam keadaan murni, melainkan dalam bentuk campuran. Contohnya, air laut terdiri dari iar dan berbagai zat yang tercampur didalamnya, misalnya garam. Tanah terdiri dari berbagai senyawa dan unsur baik dalam wujud padat, cair, atau gas. Udara yang kita hirup setiap hari mengandung bermacam-macam unsur dan senyawa, seperti oksigen, nitrogen, uap air, karbon monoksida, dan sebagainya.
Untuk memperoleh zat murni kita harus memisahkannya dari bahan-bahan pencemar atau pencampuran lainnya pada suatu campuran dengan sistem pemisahan dan pemurnian.
Banyak cara atau teknik yang dilakukan dalam pemisahan campuran. Hal tersebut bergantung pada jenis, wujud, dan sifat komponen yang terkandung didalamnya, seperti pemisahan pemisahan zat padat dari suspensi, pemisahan zat padat dari larutan, pemisahan campuran zat cair, pemisahan campuran dua jenis padatan.
Pada prinsipnya pemisahan dilakukan untuk memisahkan dua zat atau lebih yang saling bercampur dan pemurnian dilakukan untuk mendapatkan zat murni dari suatu zat yang telah tercemar oleh zat lain
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
Pemisahan dan pemurnian adalah proses pemisahan dua zat atau lebih yang saling bercampur serta untuk mendapatkan zat murni dari suatu zat yang telah tercemar atau tercampur. Campuran adalah setia contoh materi yang tidak murni, yaitu bukan sebuah unsur atau sebuah senyawa. Susunan suatu campuran tidak sama dengan sebuah zat, dapat bervariasi, campuran dapat berupa homogen dan heterogen.
(Ralph H Ptrucci-Seminar, 1996, Kimia Dasar Jilid 1)
Campuran merupakan suatu materi yang dibuat dari penggabungan dua zat berlainan atau lebih menjadi satu zat fisik. Tiap zat dalam campuran ini tetap mempertahakan sifat-sifat aslinya. Sifat-sifat asli campuran :
- Campuran terbentuk tanpa melalui reaksi kimia.
- mempunyai sifat zat asalnya
- Terdiri dari dua jenis zat tunggal atau lebih.
- Komposisinya tidak tetap.
Campuran terbagi menjadi dua (2) bagian, yaitu campuran homogen dan campuran heterogen.
Campuran homogen (larutan) adalah campuran unsur-unsur dan atau senyawa yang mempunyai susunan seragam dalam contoh itu tetapi berbeda susunan dari contoh lain, selain itu juga merupakan penggabungan zat tunggal atau lebih yang semua partikelnya menyebar merata sehingga membentuk satu fase. Yang disebut satu fase adalah zat dan sifat komposisinya sama antara satu bagian dengan bagian lain didekatnya dan juga campuran dapat dikatakan campuran homogen jika antara komponennya tidak terdapat bidang batas sehingga tidak terbedakan lagi walaupun menggunakan mikroskop ultra. Selain itu campuran homogen mempunyai komposisi yang sama pada setiap bagiannya dan juga memiliki sifat-sifat yang sama diseluruh cairan.
Campuran heterogen adalah campuran yang komponen-komponennya dapat memisahkan diri secara fisik karena perbedaan sifatnya dan penggabungan yang tidak merata antara dua zat tunggal atau lebih sehingga perbandingan komponen yang satu dengan yang lainnyatidak sama diberbagai bejana. Dan juga campuran dapat dikatakan campuran heterogen jika antara komponennya masihterdapat bidang batas dan sering kali dapat dibedakan tanpa menggunakan mikroskop, hanya dengan mata telanjang, serta campuran memiliki dua fase, sehingga sifat-sifatnya tidak seragam.
(Ralph H Petrucci-Seminar, 1987. kimia dasar 1)
Campuran dapat dipisahkan melalui peristiwa fisika atau kimia. Pemisahan secara fisika tidak mengubah zat selama pemisahan, sedangkan secara kimia, satu komponen atau lebih direaksikan dengan zat lain sehingga dapat dipisahkan.
Cara atau teknik pemisahan campuran bergantung pada jenis, wujud, dan sifat komponen yang terkandung didalamnya. Jika komponen berwujud padat dan cair , misalnya pasir dan air, dapat dipisahkan dengan saringan. Saringan bermacam-macam, mulai dari yang porinya besar sampai yang sangat halus, contohnya kertas saring dan selaput semi permiabel. Kertas saring dipakai untuk memisahkan endapan atau padatan dari pelarut. Selaput semi permiabel dipakai untuk memisahkan suatu koloid dari pelarutnya.
(Syukuri S. 1999, Kimia Dasar 1)
Karena perbedaan keadaan agregasi (bentuk penampilan materi) sangat mempengaruhi metode pemisahan dan pemurnian yang diperlukan, maka diadakan pembedaan :
a. Memisahkan zat padat dari suspensi
suspensi adalah sistem yang didalamnya mengandung partikel sangat kecil (padat), setengah padat, atau cairan tersebutr secara kurang lebih seragam dalam medium cair.
Suatu suspensi dapat dipisahkan dengan penyaringan (filtrasi) dan sentrifugasi.
- Penyaringan (filtrasi)
Operasi ini adalah pemisahan endapan dari larutan induknya, sasarannya adalah agar endapan dan medium penyaring secara kuantitatif bebas dari larutan. Media yang digunakan untuk penyaring adalah:
- kertas saring
- penyaring asbes murni atau platinum
- lempeng berpori yang terbuat dari kaca bertahanan misalnya pyrex dari silika atau porselin.
- Sentrifugasi (pemusingan)
Sentrifugasi dapat digunakan untuk memisahkan suspensi yang jumlahnya sedikit. Sentrifugasi digunakan untuk memutar dengan cepat hingga gaya sentrifugal beberapa kali lebih besar daripada gorsa berat, digunakan untuk mengendapkan partikel tersuspensi.
b. Memisahkan zat padat dari larutan
Zat terlarut padat tidak dapat dipisahkan dari larutannya dengan penyaringan dan pemusingan (sentrifugasi). Zat padat terlarut dapat dipisahkan melalui penguapan atau kristalisasi.
- Penguapan
Pada penguapan, larutan dipanaskan sehingga pelarutnya meninggalkan zat terlarut. Pemisahan terjadi karena zat terlarut mempunyai titik didih yang lebih tinggi daripada pelarutnya.
- Kristalisasi
Kristalisasi adalah larutan pekat yang didinginkan sehingga zat terlarut mengkristal. Hal itu terjadi karena kelarutan berkurang ketika suhu diturunkan. Apabila larutan tidak cukup pekat, dapat dipekatkan lebih dahulu dengan jalan penguapan, kemudian dilanjutkan dengan pendinginan melalui kristalisasi diperoleh zat padat yang lebih murni karena komponen larutan yang lainnya yang kadarnya lebih kecil tidak ikut mengkristal.
- Rekristalisasi
Teknik pemisahan dengan rekristalisasi (pengkristalan kembali) berdasarkan perbedaan titik beku komponen. Perbedaan itu harus cukup besar, dan sebaiknya komponen yang akan dipisahkan berwujud padat dan yang lainnya cair pada suhu kamar. Contohnya garam dapat dipisahkan dari air karena garam berupa padatan. Air garam bila dipanaskan perlahan dalam bejana terbuka, maka air akan menguap sedikit demi sedikit. Pemanasan dihentikan saat larutan tepat jenuh. Jika dibiarkan akhirnya terbentuk kristal garam secara perlahan. Setelah pengkristalan sempurna garam dapat dipisahkan dengan penyaring.
(Syukri S. 1991. Kimia Dasar 1)
c. Memisahkan campuran zat cair
Zat cair dapat dipisahkan dari campurannya melalui distilasi. Campuran dua jenis cairan yang tidak saling melarutkan dapat dipisahkan dengan dekantasi dan coronh pisah.
- Distilasi
Dasar pemisahan dengan distilasi adalah perbedaan titik didih dua cairan atau lebih. Jika canpuran dipanaskan maka komponen yang titik didihnya lebih rendah akan menguap lebih dulu. Dengan mengatur suhu secara cermat kita dapat menguapkan dan kemudian mengembunkan komponen demi komponen secara bertahap. Pengmbunan terjadi dengan mengalirkan uap ketabung pendingin. Contohnya memisahkan campuran air dan alkohol. Titik didih air dan alkohol masing-masing 100˚C dan 78˚C. Jika campuran dipanaskan (dalam labu destilasi) dan suhu diatur sekitar 78˚C, maka alkohol akan menguap sedikit demi sedikit. Uap itu mengembun dalam pendingin dan akhirnya didapatkan cairan alkohol murni.
(Syukri S. 1999. Kimia Dasar 1)
- Dekantasi (pengendapan)
Dekantasi (pengendapan) merupakan proses pemisahan suatu zat dari campurannya dengan zat lain secara pengendapan didasarkan pada massa jenis yang lebih kecil akan berada pada lapisan bagian bawah atau mengendap, contohnya air dan pasir. selain itu zat terlarut (yang akan dipisahkan) diproses diubah menjadi bentuk yang tak larut, lalu dipisahkan dari larutan.
Faktor-faktor yang mempengaruhi kelarutan endapan:
- suhu
- ph
- efek garam
- kompleksasi
- derajat supersaturasi
- sifat pelarut
(Husein H. Bahti. 1998. Teknik Pemisahan Kimia dan Fisaka)
- Corong Pisah
Untuk pelarut-pelarut yang lebih ringan dari air, dapat digunakan corong pemisah yang dimodifikasi, yang dirancang untuk menyederhanakan penyingkiran fase yang lebih ringan. Setelah keadaan seimbang, lapisan yang lebih ringan (misalcter) dan lapisan air, didesak keatas dengan memasukkan merkurium melalui kran pada dasar bulatan corong, dengan bantuan sebuah bola pembantu pengatur permulaan merkurium.
- Ekstraksi
Ekstraksi adalah suatu proses pemisahan substansi zat dari campurannya dengan menggunakan pelarut yang sesuai. Prinsip metode ini didasarkan pada distribusi zat terlarut dengan perbandingan tertentu antara dua pelarut yang tidak saling bercampur seperti eter kloroform, karbon tetraklorida dan karbon disulfida.
Dalam industri, ekstraksi pelarut sering kali dilaksanakan, dimana tetesan pelarut yang lebih ringan bergerak ke atas melewati arus ke bawah lambat-lambat dari pelarut yang lebih berat. Penerapan teknik ini di tunjukan untuk mengekstrak DDT dan airke minyak. Ekstraksi arus lawan semacam itu sangat efisien karan pada ujung bawah tabung, pelarut yang telah kehilangan hamper semua zat terlarutnya di ekstrak oleh pelarut lain yang masih bersih.
Diantar berbagai metode pemisahan ekstraksi merupakan metode yang paling baik dan paling popular, alas an utamanya karena metode ini dapat dilakukan baik dalam tingkat makro maupun mikro. Pemisah tidak memerlukan alat khusus atau canggih, melainkan hanya memerlukan corong pisah. Pemisahan yang dilakukan sangat sederhana, bersi, cepat dan mudah.
Sublimasi adalah diman suatu padatan diuapkan tanpa melalui peleburan dan hanya diembunkan uapnya dengan mendinginkannya, langsung kembali dalam keadaan padat.
Syarat sublimasi :
- Padatan akan menyublin bila tekanan uapnya mencampai tekanan atmosfer di bawah titk lelehnya.
- Secara teoritis setiap zat yang dapat didestilasikan tanpa tanpa terurai, dapat di sublimasikan pada suhu dan tewkanan yang cocok.
Penggunaan sublimasi :
- Terbatas pada pemisahan senyawa-senyawa Kristal mengaup dari senyawa-senyawa yang sukar menguap atau dari senyawa-senyawa yang menguap tapi tdak mengembun pada kondisi yang di gunakan.
- Senayawa-senyawa prgani seperti :
Naftalena, asam benzoate, asam salisilat, fosfor, sakarin, kafein, kinin dan lain-lain.
- Senyawa-senyawa organic :
I2, S, AS, AS2O3 , klorida dari logam-logam Hg, Ag, Al dan sebagainya.
Sublimasi yang terjadi sebenarnya hanya dapat terjadi jika tekanan uap parsial dari senyawa itu lebih rendah dari pada tekanan titik berkaki 3, misalnya pada naftalena yang mem[unyai titik berkaki 3 790 dan tenana keseimbangan 179 mm hg, jia di panaskan perlahan-lahandi bawah 1790 naftalena akan menguap tanpa meleleh terlebih dahulu dengan demikian penguapan akan berjalan terus sehingga padatan hilang.
DAFTAR PUSTAKA
Petrucci, Ralph H dan seminar. 1987. Kimia Dasar. Jilid 1. Jakarta: Erlangga.
Petrucci. 1996. Kimia Dasar. Jilid 1. Jakarta: Erlangga.
Sudjadi. 1988. Metode Pemisahan. Fakultas Farmasi UGM: Yogyakarta.
S, Syukri. 1991. Kimia dasar 1. ITB: Bandung.
S, Syukri. 1999. Kimia Dasar 1. ITB: Bandung.
Langganan:
Postingan (Atom)