Paper Praktikum Metode Ilmiah: “Pengaruh Jumlah Kadar NaCl terhadap Proses Osmosis”

PAPER PRAKTIKUM MATA KULIAH METODE ILMIAH

Riffanty Maemunah

K4516054

“Pengaruh Jumlah Kadar NaCl terhadap Proses Osmosis”

A. Latar Belakang

Tumbuhan mengalami metabolisme sel dalam memperoleh bahan-bahan yang dibutuhkan untuk mengembalikan sebagian dari hasil akhir kepada lingkungannya. Salah satu mekanisme sel yaitu fenomena osmosis. Osmosis merupakan salah satu peristiwa transpor pasif dimana zat masuk dan keluar sel tidak menggunakan energi. Faktor-faktor yang memengaruhi osmosis yaitu meliputi konsentrasi air dan zat terlarut dalam sel dan luar sel, ketebalan membran, suhu, luas permukaan membran, dan keterlarutan lipid. Wortel adalah salah satu tumbuhan yang dapat mengalami peristiwa osmosis, karena tumbuhan ini memiliki membran semipermeabel yang dapat dilewati oleh zat pelarut. Garam atau NaCl merupakan larutan hipertonik yang dapat memengaruhi proses osmosis. Dengan adanya penelitian ini diharapkan dapat mengetahui pengaruh kadar NaCl terhadap proses osmosis, terutama pada sel tumbuhan. Serta memahami perbedaan yang terjadi antara wortel yang direndam NaCl dengan wortel yang direndam air biasa. Sehingga penelitian ini diharapkan dapat membantu pembelajaran siswa dalam membuktikan dan memahami peristiwa osmosis.

B. Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini yaitu:

1) Untuk menguji pengaruh perbedaan larutan pada osmosis wortel

2) Untuk mendeskripsikan proses osmosis pada wortel

3) Untuk mengetahui pengaruh kadar NaCl terhadap osmosis pada wortel

C. Tinjauan Pustaka

1. Tumbuhan Wortel

Tumbuhan dapat hidup di berbagai lingkungan, keberhasilan tumbuhan dalam mempertahankan hidup dapat ditunjukkan dari interaksinya dengan lingkungan.Interaksi tumbuhan berupa keperluan tumbuhan akan bahan-bahan yang tersedia dari lingkungan serta kemampuan tumbuhan untuk memperoleh bahan yang dibutuhkan. Tumbuhan mengalami mekanisme sel dan mengambil gas dari udara berupa O_2, CO₂, dan uap air serta mengabsorpsi air dan nutrisi yang ada di dalam tanah. Menurut Purnomo, Sakya & Rahayu (2010: 5-11) air masuk ke sel akar melalui proses osmosis (difusi sederhana) karena potensial air di sekitar perakaran lebih tinggi daripada potensial air di dalam sel.

Umbi merupakan salah satu jenis tumbuhan yang mengalami peristiwa osmosis dimana bagian tanamannya terbentuk di dalam tanah.Salah satunya yaitu umbi wortel atau dalam bahasa latinnya Danucus carota.Umbi wortel adalah salah satu tumbuhan yang dapat mengalami peristiwa osmosis, karena tumbuhan ini memiliki membran semipermeabel yang dapat dilewati oleh zat pelarut. Larutan hipertonik dapat menurunkan tekanan turgor wortel yang ditandai dengan kelunakan wortel dimana wortel sudah tidak keras.Kekerasan wortel dapat diindikasikan apabila wortel tidak lunak, tidak keriput ataupun lentur.Salah satu faktor yang menyebabkan nilai kekerasan turun pada buah-buahan dan sayur-sayuran selama masa penyimpanan adalah ketika tekanan turgor hilang, saat itu pati dirombak menjadi pati dan dinding sel mengalami degradasi.Wortel juga dapat kehilangan bobot yang ditandai dengan penyusutan dan mengerut, hal ini terjadi karena diakibatkan wortel kehilangan air dan gas CO₂hasil respirasi. Dalam proses osmosis, air dalam wortel berpindah menuju zat terlarut yaitu garam sebagai larutan hipertonik.

2. Osmosis

Osmosis berasal dari kata osyaitu lubang dan moveayaitu to move yang berarti pindah. Secara terminologi, osmosis adalah proses perpindahan zat pelarut dari konsentrasi zat pelarut tinggi menuju konsentrasi zat pelarut rendah.Peristiwa osmosis dapat terjadi melalui membran selektif permeabel atau biasa disebut dengan membran semipermeabel. Membran semipermeabel yaitu membran yang hanya dapat dilewati molekul-molekul air saja (Dwidjoseputro: 1988). Berkaitan dengan hal tersebut Purnomo (2010: 11) menjelaskan bahwa sel tumbuhan dikelilingi oleh dinding sel (paling luar) dan membran plasma (berbatasan dengan sitoplasma) yang bersifat permeabel terhadap air dan zat yang lebih kecil dari ion. Dengan demikian, akar hampir tidak pernah mengalami kesulitan dalam mengabsorpsi air kecuali jika air tanah berupa larutan konsentrasi tinggi (larutan garam NaCl atau yang lain) atau tanah sangat kering hingga air tak tersedia.

Proses osmosis dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu:

a. Konsentrasi air dan zat terlarut dalam sel dan luar sel

Hal ini karena zat pelarut berpindah dari konsentrasi zat pelarut yang tinggi menuju konsentrasi zat pelarut rendah.

b. Ketebalan membran

Kadar resapan akan lebih cepat melalui membran yang tipis dibandingkan membran tebal.

c. Suhu

Suhu memengaruhi pergerakan molekul dimana pada suhu yang tinggiakan lebih cepat meresap.

d. Luas permukaan membran

Luas permukaan yang besar akan menyebabkan kadar resapan menjadi lebih cepat.

e. Keterlarutan lipid

Molekul dengan keterlarutan tinggi akan lebih cepat meresap dibandingkan dengan molekul dengan kelarutan yang rendah.

Osmosis juga suatu bentuk difusi yang melibatkan massa.Alat ukur osmosis disebut osmometer.Umumnya osmometer adalah peralatan yang berada di laboratorium, namun sel hidup juga dapat dianggap sebagai sistem osmotik.Membran sel tumbuhan dapat memungkinkan berlangsungnya proses osmosis, tapi yang menimbulkan tekanan ialah dinding sel yang tegar. Sedangkan pada sel hewan tidak mempunyai dinding, apabila tekanan timbul maka menyebabkan sel tersebut sering pecah, seperti peristiwa ketika sel darah merah dimasukkan ke dalam air.Sel tumbuhan memiliki dinding sel yang mampu menahan sel untuk berkembang lebih lanjut. Pada sel tumbuhan keadaan ini disebut turgid. Keadaan sel turgid membuat tanaman kokoh dan tidak layu.Sel yang turgid banyak berperan dalam menegakkan bagian tumbuhan yang tidak berkayu(Salisbury & Ross, 1995: 46). Menurut Wijana (2015: 77) pada osmosis, sel tidak mengeluarkan energi apapun untuk memindahkan zat melewati membran sel karena zat berpindah sesuai dengan gradien konsentrasi. Dengan kata lain osmosis terjadi secara spontan.Sehingga osmosis termasuk transpor pasif yaitu transpor zat keluar dan ke dalam sel tanpa menggunakan energi.

Tekanan osmotik disebabkan karena proses masuknya air ke dalam dan keluar sel.Pada sel tanaman seperti wortel disebut tekanan turgor.Dimana tekanan ini dapat menimbulkan dinding-dinding sel menjadi kaku.Tekanan turgor itulah yang menyebabkan bagian dari tumbuhan yang tidak berkayu mengalami kekakuan. Jika suatu tumbuhan tidak mendapatkan air yang cukup maka sel-selnya akan mengalami penurunan tekanan turgor sehingga membuat tumbuhan tersebut layu atau lunak. Lalu sitoplasma dalam tumbuhan yang kekurangan air itu akan menyusut volumenya dan mengerut. Dan pada akhirnya sitoplasma dapat terlepas dari dinding sel. Peristiwa terlepasnya sitoplasma dari dinding sel disebut plasmolisis.Oleh sebab itu, sel yang mengalami plasmolisis perlu meningkatkan kembali kandungan zat-zat dalam sitoplasma dengan memasukkannya di dalam air murni.

Setelah membuktikan adanya peristiwa osmosis, maka dapat dilakukan penghitungan tekanan osmosis.Purba (1994: 20) menyatakan bahwa tekanan osmosis adalah tekanan tambahan yang harus diberikan pada permukaan larutan. Tekanan osmosis bukan merupakan tekanan sesungguhnya, akan tetapi tekanan yang dapat terjadi (potensial) bila keadaan ideal (Darmawan & Baharsjah, 2010: 11). Dengan mengikuti hukum-hukum tentang gas, maka tekanan osmosis suatu larutan dapat dirumuskan sebagai berikut:

pv = nRT

dimana p = nilai osmosis

v = volume (dalam liter)

n = jumlah mol zat terlarut

R = ketetapan gas yaitu (0,08205 L atm mol^-1 K^-1)

T = temperature mutlak (Kelvin)

3. NaCl atau garam

Garam atau dalam sebutan ilmiahnya yaitu NaCl merupakan larutan yang bersifat hipertonik terhadap sitoplasma sel. Sedangkan Kimball (1992: 124) menyatakan bahwa air di sekitar sel itu disebut hipotonik terhadap sitoplasma sel. Suatu larutan disebut hipertonik apabila memiliki zat terlarut lebih tinggi dibandingkan larutan pembandingnya. Dan larutan pembanding akan bersifat hipotonik karena memiliki konsentrasi zat terlarut lebih kecil. Jika sel tumbuhan dimasukkan ke dalam larutan hipertonik seperti garam atau NaCl, maka air secara otomatis akan keluar terus menerus dari sel. Lama kelamaan sel tumbuhan akan mengerut dan mengalami penyusutan volume dikarenakan dehidrasi.

D. Metodologi Penelitian

1. Hipotesis

a) Perbedaan jumlah kadar larutan NaCl memengaruhi proses osmosis wortel

b) Jumlah kadar larutan NaCl tidak memengaruhi proses osmosis wortel

2. Alat dan Bahan

Penelitian peristiwa osmosis dilakukan pada tanggal 25 Mei 2017 sd 31 Mei 2017 di rumah individu. Pengamatan ini menggunakan sel tumbuhan yaitu wortel untuk semua parameter yang diamati.Parameter yang diamati meliputi penurunan bobot yang dapat diukur dari penyusutan volume wortel, dan tekstur wortel berupa tingkat kekerasan wortel.

· Alat-alat yang diperlukan adalah sebagai berikut:

a. 3 gelas aqua

b. Sendok

c. Garpu

d. Mistar atau penggaris

· Bahan-bahan yang diperlukan adalah sebagai berikut:

a. 3 buah wortel

b. Air biasa atau aquades

c. NaCl atau garam

3. Cara Kerja

a) Variabel

1) Variabel bebas

Perbedaan jenis larutan dan kadar NaCl dengan perlakuan: Air biasa (tanpa NaCl), larutan dengan kadar NaCl 3 sendok, dan larutan dengan kadar NaCl 5 sendok.

2) Variabel kontrol

Variabel kontrol meliputi ukuran wortel, waktu percobaan dari awal hingga akhir, dan konsentrasi air dalam gelas aqua.

3) Variabel terikat

Keadaan air, penurunan berat yang ditandai dengan penyusutan wortel, sertatekstur wortel berupa keras dan lunak.

b) Langkah kerja

a. Siapkan tiga gelas aqua dalam keadaan bersih

b. Dan siapkan tiga buah wortel dengan ukuran sama dalam keadaan bersih

c. Buat label penamaan pada masing-masing sampel

d. Masukkan air ke tiga gelas aqua dengan ukuran yang sama

e. Gelas A berisi air biasa atau aquades

f. Masukkan NaCl dengan kadar tiga sendok ke dalam gelas B

g. Kemudian masukkan NaCl dengan kadar lima sendok ke dalam gelas C

h. Aduk gelas B dan C yang berisi larutan NaCl hingga tercampur rata

i. Lalu masukkan wortel ke dalam masing-masing gelas yang telah berisi larutan berbeda

j. Amati apa yang terjadi setiap hari selama seminggu dan catat hasilnya

E. Hasil dan Pembahasan

Penelitian proses osmosis pada wortel yang dilakukan selama 7 hari ini menghasilkan data sebagai berikut:

No	Media	Hari ke-
No	Media	1	2	3	4	5	6	7
1	Gelas A (tanpa NaCl)	Kondisi wortel: tenggelam, keras dan masih segar. Air jernih.	Kondisi wortel: tenggelam, keras dan masih segar. Air jernih. Tidak mengerut.	Kondisi wortel: tenggelam, keras dan masih segar. Air jernih, ada buih di pinggir. Tidak mengerut.	Kondisi wortel: tenggelam, keras dan kurang segar. Air mulai keruh, tak ada buih. Tidak mengerut.	Kondisi wortel: terapung, agak lunak dan mulai membusuk. Kondisi air keruh, di permukaan membusa.	Kondisi wortel: terapung, melunak dan membusuk. Air semakin keruh dan membusa.	Kondisi wortel: terapung, sangat lunak dan membusuk. Air semakin keruh dan membusa. Wortel mengembang.
2	Gelas B (NaCl 3 sendok)	Kondisi wortel: terapung, keras dan masih segar. Air jernih, ada buih di permukaan.	Kondisi wortel: terapung, keras dan tidak segar. Air jernih, ada buih di pinggiran. Wortel mulai mengerut.	Kondisi wortel: terapung, melunak dan tidak segar. Air mulai keruh, buih sedikit. Wortel mulai mengerut.	Kondisi wortel: terapung, tidak segar dan agak lunak. Air keruh. Wortel mengerut dan mengecil.	Kondisi wortel: terapung, tidak segar dan lunak. Air keruh. Wortel mengerut dan mengecil.	Kondisi wortel: terapung dan lunak. Air keruh dan tak ada buih. Wortel mengerut dan semakin mengecil.	Kondisi wortel: mengambang dan lunak. Air sangat keruh. Wortel berkerut dan semakin kecil.
3	Gelas C (NaCl 5 sendok)	Kondisi wortel: terapung, keras dan masih segar. Air jernih, ada buih di permukaan.	Kondisi wortel: terapung, agak keras dan tidak segar. Air jernih, buih di pinggiran. Wortel mengerut.	Kondisi wortel: terapung, melunak dan tidak segar. Air mulai keruh. Wortel mengerut dan mengecil.	Kondisi wortel: terapung, lunak dan tidak segar. Air keruh. Wortel mengerut dan semakin mengecil.	Kondisi wortel: terapung, lunak dan tidak segar. Air semakin keruh. Wortel mengerut dan semakin mengecil.	Kondisi wortel: terapung, lunak dan tidak segar. Air keruh dan tak ada buih. Wortel berkerut dan semakin kecil.	Kondisi wortel: terapung, lunak dan tidak segar. Air keruh dan tak ada buih. Wortel semakin berkerut dan kecil.

Tabel 1. Hasil Pengamatan Osmosis pada Wortel

Berdasarkan tabel pengamatan diatas dapat diketahui bahwa terdapat perbedaan antara wortel yang direndam dengan air biasa dan wortel yang direndam dengan larutan NaCl. Selain itu, perbedaan kadar NaCl juga menimbulkan hasil osmosis yang berbeda. Pada gelas A yang berisi wortel dengan air biasa tanpa NaCl tidak mengalami perubahan yang signifikan dari hari pertama sampai hari ke tiga, dengan kondisi wortel yang tenggelam, keras, segar dan tidak mengalami pengerutan. Namun pada hari ke empat sampai hari ke tujuh, lama kelamaan wortel mengalami proses pembusukan yang berawal dengan tanda wortel tidak segar, mengembang, air berbusa dan keruh hingga pada akhirnya wortel terapung dengan kondisi berbusa dan sangat lunak.

Sedangkan pada gelas B yang berisi wortel dengan kadar larutan NaCl 3 sendok, kondisi wortel mengalami perubahan dari hari ke hari. Wortel yang direndam dalam larutan NaCl atau garam mulai mengerut pada hari ke dua, dimana kian hari penyusutan volume wortel pun semakin besar.Wortel yang semula keras menjadi lunak dan mengerut. Dan pada gelas C yang berisi wortel dengan kadar larutan NaCl 5 sendok mengalami perubahan yang lebih cepat dibandingkan dengan gelas B. Diindikasikan dengan kondisi wortel yang lebih mengerut, lebih kecil ( menyusut volumenya) dan lunak.

Wortel yang direndam dalam larutan NaCl (hipertonik), sel-selnya kekurangan air karena terjadi proses osmosis dimana air dalam wortel berpindah menuju larutan. Hal ini menyebabkan sel tumbuhan lemah sehingga wortel menjadi mengerut, mengalami penurunan berat yang ditandai dengan penyusutan wortel, dan menjadi lunak.Pengerutan dan penyusutan volume yang terjadi pada wortel merupakan akibat dari plasmolisis yaitu keadaan dimana sitoplasma terlepas dari dinding sel. Saat wortel mengerut maka membuat ukuran tumbuhan menjadi lebih kecil dengan beratnya yang menurun.Sementara kelunakan pada wortel terjadi karena sel tumbuhan mengalami penurunan tekanan turgor.

F. Kesimpulan

Perbedaan kadar larutan NaCl dan jenis larutan memengaruhi proses osmosis. Jumlah kadar NaCl memengaruhi pengerutan, penyusutan sebagai bentuk penurunan berat wortel dan kelunakan wortel. Semakin banyak kadar larutan NaCl (pekat) maka semakin menurun berat wortel dan kian lunak pula wortel tersebut. Sehingga dengan adanya penelitian ini diharapkan dapat membantu pembelajaran siswa dalam membuktikan dan memahami peristiwa osmosis.

Saran yang dapat diberikan yaitu perlu untuk lebih mengembangkan materi mengenai proses osmosis. Salah satu caranya yaitu dengan mengganti media pada penelitian ini dengan media yang lain.

DAFTAR PUSTAKA

Salisbury, F. B. & Rosss, C. W. (1995).Fisiologi Tumbuhan Jilid 1. Bandung: Penerbit ITB

Purnomo, D., Sakya, A.T., & Rahayu, M. (2010).Fisiologi Tumbuhan Dasar Ilmu Pertanian. Surakarta: Fakultas Pertanian UNS

Dwidjoseputro, (1988).PENGANTAR FISIOLOGI TUMBUHAN. Jakarta: PT Gramedia

Darmawan, J. & Baharsjah, J. (2010).DASAR-DASAR ILMU FISIOLOGI TANAMAN. Jakarta: SITC

Purba, M. (2002).KIMIA UNTUK SMA. Jakarta: Erlangga

Wijana, N. (2015). BIOLOGI DASAR. Yogyakarta: Innosain

LAMPIRAN

Foto-foto Hasil Praktikum Metode Ilmiah:

1. Hasil Praktikum Hari Pertama