pengukuran potensial air

                                                                                                                                                

laporan praktikum fisiologi hewan

pengukuran potensial air

oleh : Idham Olong

I.            PENDAHULUAN

Pernahkah kita memikirkan bagaimana caranya udara masuk ke dalam tubuh tumbuhan ? Semua sel tumbuhan dikelilingi oleh selaput atau membran. Membran sel tidak dapat dilalui oleh semua zat. Membran sel berfungsi sebagai tirai kasa di jendela rumahmu yang dapat dilalui udara tetapi tidak dapat dilalui benda-benda yang besar seperti serangga atau kerikil bahkan nyamuk. Bagaimana zat-zat tertentu dapat melalui membran sel ? Sel-sel tumbuhan dapat dilewati air, zat-zat makanan yang terlarut, oksigen dan karbondioksida baik ke dalam atau ke luar sel.

            Sel tumbuhan memerlukan oksigen dan karbondioksida, serta bagaimana zat-zat tersebut bergerak melewati membran sel? Bagian-bagian penyusun zat yang ukurannya sangat kecil disebut partikel. Partikel tersebut menyebar merata ke segala arah. Zat –zat bergerak dari tempat yang mempunyai konsentrasi lebih tinggi ke tempat yang konsentrasinya lebih rendah. Proses perpindahan zat seperti tersebut disebut difusi. Konsentrasi suatu zat adalah ukuran yang menunjukkan jumlah suatu zat dalam volume tertentu. Difusi partikel zat itu akan berhrnti jika konsentrasi zat di kedua tempat tersebut sudah sama.

            Proses osmosis juga terjadi pada sel hidup di alam. Perubahan bentuk sel terjadi jika terdapat pada larutan yang berbeda. Sel yang terletak pada larutan isotonik, maka volumenya akan konstan. Dalam hal ini, sel akan mendapatkan dan kehilangan air yang sama. Banyak hewan-hewan laut, seperti bintang laut (Echinodermata) dan kepiting (Arthoropoda) cairan selnya bersifat isotonik dengan lingkungannya. Jika sel terdapat pada larutan yang hipotonik, maka sel tersebut akan mendapatkan banyak air, sehingga bisa menyebabkan lisis (pada sel hewan), atau turgiditas tinggi (pada sel tumbuhan). Sebaliknya, jika sel berada pada larutan hipertonik, maka sel banyak kehilangan molekul air, sehingga sel menjadi kecil dan dapat menyebabkan kematian. Pada hewan, untuk bisa bertahan dalam lingkungan yang hipo - atau hipertonik, maka diperlukan pengaturan keseimbangan air, yaitu dalam proses osmoregulasi.

            Pada praktikum ini kita akan melakukan pengamatan terhadap potensial kimia air untuk mengetahui pergerakan kimia air dalam tumbuhan yang mengalami kelebihan air ataupun kekurangan cairan. Kita akan mengamati pergerakan air yang terjadi pada umbi kentang dan larutan sukrosa. Caranya yaitu dengan merendam potongan jaringan dalam suatu seri larutan yang diketahui konsentrasinya. Dari sini kita akan mengetahui apakah umbi kentang yang memiliki potensialair tinggi ataupun larutan sukrosa . Namun dalam percobaan ini kita juga harus memperhatikan faktor-faktor yang dapat menyebabkan penyimpangan hasil dari teori yang ada sebelumya. Berdasarkan hal tersebut, maka praktikum Fisiologi Tumbuhan ini dilaksanakan.

                                                                                                                                   II.            TINJAUAN PUSTAKA

Potensial air merupakan potensial kimia air dalam suatu system atau bagian system. Dinyatakan dalam satuan tekanan dan dibandingkan dengan potensial kimia air murni (juga dalam satuan tekanan) pada tekanan atmosfer dan pada suhu serta ketinggian yang sama potensial murni ditentukan sama dengan nol. Faktor-faktor penghasil gradient yaitu konsentrasi atau aktifitas, suhu, tekanan, efek larutan terhadap potensial kimia pelarut, matriks.

 Potensial kimia adalah energi bebas per mol substansi di dalam suatu system kimia. Oleh karena itu, potensial kimia suatu sengawa di bawah kondisi tekanan dan temperatur konstan tergantung kepada jumlah mol substansi yang ada. Dalam hal hubungan air dan tanaman, potensial kimia dari air sering dinyatakan dengan istilah “ potensial air ”. Selanjutnya, bila potensial kimia dapat dinyatakan sebagai ukuran energi dari suatu substansi yang akan bereaksi atau bergerak, maka potensial air merupakan ukuran dari enegi yang tersediadi dalam air untuk bereaksi atau bergerak. Dengan kata lain, potensial air merupakan tingkat kemampuan molekul-molekul air untuk molekul difusi.

Potensial air murni adalah nol (0), adanya beberapa substansi yang terlarut di dalam air tersebut akan menurunkan potensial airnya, sehingga potensial air dari suatu larutan adalah kurangdari nol. Definisi ini hanya berlaku pada tekanan atmosfir. Apabila tekanan di sekitar sistem di tingkatkan atau di turunkan, maka secara otomatis potensial air akan naik atau turun sesuai dengan perubahan tekanan tersebut.

Di dalam suatu sel, potensial air memiliki dua komponen, yaitu potensial tekanan dan potensial osmosis. Potensial tekanan dapat menambah atau mengurangi potensial air, sedangkan potensial osmosis menujukkan setatus larutan di dalam sel tersebut. Dengan memasukkan suatu jaringan tersubut ke dalam seri larutan yang telah di ketahui potensial airnya, maka potensial air jaringan tunbuhan tersebut dapat diketahui.

Hubungan antar potensial air adalah dengan melibatkan peristiwa osmosis karena osmoseis merupakan peristiwa difusi dimana antara 2 tempat tersedianya difusi dipisahkan oleh membrane atau selaput.

Pada fisiologi tanaman adalah hal biasa untuk menunjukkan energi bebas yang di kandung di dalam air dalam bentuk potensial air (ψ). Definisi dari potensial air adalah energi per unit volume air, potensial air berbanding lurus dengan suhunya (Fitter, A.h dan Hay, R.K.M,1981) Potensial osmotic merupakan potensial kimia yang disebabkan adanya materi yang terlrut. Potensial osmotic selalu memiliki nilai negative, hal ini disebabkan karena cenderung bergerak menyebrangi membrane semi permeable dari air murni menuju air yang mengandung zat terlarut (Lambers, dkk, 1998). Besar jumlah potensial air pada tumbuhan dipengaruhi oelah 4 macam komponen potensial, yaitu gravitasi, matriks, osmotic dan tekanan. Potensial gravitasi bergantung pada air didalam daerah gravitasi . potensial matriks bergantung pada kekuatan mengikat air saat penyerapan. Potensial osmotic bergantung pada hidrostatik atau tekanan angina dalam air (Deragon, 2005).

                                                                                                                              III.            METODE PRAKTIKUM

A.    Hari & Tanggal : Kamis, 05 januari 2012

B.     Waktu / Jam : 14.00 WIT

C.     Tempat Praktikum : Laboratorium Biologi Dasar Jurusan Biologi FMIPA Unpatti

D.    Alat :

Ø  Bir sumbat gabus berdiameter 0,8 cm

Ø  Silet

Ø  Neraca Ohaus

Ø  Cawan Petri 10 buah

Ø  Kertas saring

Ø  Pinset

E.     Bahan :

·         Bahan tumbuhan : Umbi kentang (Solanum tuberosum)

·         Bahan kimia        :

- Aquades

 - Larutan Sukrosa : 0,1 M, 0,2 M, 0,3 M, 0,4 M, 0,5 M,    0,6 M, 0,7 M, 0,8 M, dan 0,9 M.

F.      Prosedur Kerja

1.      Menyiapkan 10 buah cawan petri , masing-masing diisi dengan 10 ml dari larutan berikut : aquades, larutan sukrosa 0,1 M, 0,2 M, 0,3 M, 0,4 M, 0,5 M,    0,6 M, 0,7 M, 0,8 M, dan 0,9 M.

2.      Melakukan tahap-tahap berikut dengan cepat, membuat 10 silinder umbi kentang dengan yang berdiameter 0,8 cm, masing-masing dengan panjang          4 cm, menghilangkan bagian kulitnya. Sebaiknya semua silinder umbi kentang berasal dari umbi kentang saja. Meletakkan silinder di dalam wadah tertutup.

3.      Menggunakan pisau silet, memotong satu silinder umbi kentang menjadi irisan-irisan tipis dengan tebal 1-2 mm.

4.      Membilas irisan tipis kentang dengan aquades dengan cepat, mengeringkan dengan kertas saring dan menimbangnya. Selanjutnya memasukkan ke dalam  salah satu larutan sukrosa yang telah disiapkan. Melakukan inin pada tiap-tiap silinder umbi kentang untuk masing-masing larutan berikutnya.

5.      Merendam silinder selama 1 jam, mengeluarkan irisan-irisan tersebut dari masing-masing cawan petri, lalu mengeringkan dengan kertas pengisap dan menimbangnya. Melakukan ini untuk semua contoh percobaan.

6.      Untuk menghitung rumus berikut perubahan berat, gunakan rumus berikut : % perubaahn berat = berat akhir – berat mula-mula. Per Berat mula-mula x100%.

7.      Kenudian buat grafik dan plotkan persen perubahan berat pada ordinat dan konsentrasi larutan sukrosa (dalam molar) pada absis.

8.      Potensial air jaringan dapat diperoleh setelah terlebih dahulu menghitung potensial osmotic untuk masing-masing konsentrasi pada sukrosa.

Gunakan rumus berikut : 

Dimana M = molaritas dari larutan sukrosa

I  = Konstanta ionisasi, untuk sukrosa = 1

R = konstanta gas () 0,0831 bar/derajat mol

T = Suhu absolute = (C + 273)

Rumus diatas cukup digunakan untuk menghitung potensial osmotic suhu larutan sukrosa. Selanjutnya, potensial dari larutan-larutan, lainnya dapat ditentukan dengan menggunakan rumus berikut :

9.      Kemudian menentukan dengan menginterpolasikan dari grafik, konsentrasi sukrosa yang tidak menghasilkan perubahan berat. Dan menghitung  dari larutan ini. Nilai  tersebut sebanding dengan potensial air  jaringan.

                                                                                                                            IV.            HASIL DAN PEMBAHASAN

A.     Analisis Data

Rumus:

% perubahan berat= berat akhir – berat mula-mula/berat mula-mula×100%

1.Aquades

           

2.Larutan Sukrosa 0,1 M

3.Larutan Sukrosa 0,2 M

4.Larutan Sukrosa 0,3 M

5.Larutan Sukrosa 0,4 M

6.Larutan Sukrosa 0,5 M

 7.Larutan Sukrosa 0,6 M

8.Larutan Sukrosa 0,7 M

9.Larutan Sukrosa 0,8 M

10. Larutan Sukrosa  0,9 M

Rumus yang digunakan untu menghitung potensial osmotik yaitu:

ψs =  miRT

Untuk ψsadalah potensial osmotic;

M = molalitas larutan;

i = konstantaionisasi;

R = konstanta gas;

T= temperature absolute( C + 273 ).

Diketahui suhu penelitian merupakan suhu kamar : 27 derajat Celsius
Suhu absolute = 27^o Celsius + 273 = 300

1.      Potensial osmotic aquades 0,0 M

       Ψs = 0,0 × 1×  0,0831 × 300
            = 0

2.  Potensial osmotic sukrosa 0,1 M
      Ψs = 0,1 × 1×  0,0831 × 300
            = 2,493

 3.  Potensial osmotic sukrosa 0,2 M
     Ψs = 0,2 × 1×  0,0831 × 300
          = 4,986
4.  Potensial osmotic sukrosa 0,3 M
     Ψs = 0,3 × 1×  0,0831 × 300
           = 7,479
5.   Potensial osmotic sukrosa 0,4 M
      Ψs = 0,4 × 1×  0,0831 × 300
            = 9,972

6.  Potensial osmotic sukrosa 0,5 M
     Ψs = 0,5 × 1×  0,0831 × 300
           = 12,456
7.  Potensial osmotic sukrosa 0,6 M
      Ψs = 0,6 × 1×  0,0831 × 300
           = 14,958
8.  Potensial osmotic sukrosa 0,7 M
     Ψs = 0,7 × 1×  0,0831 × 300
           = 17,451
9.  Potensial osmotic sukrosa 0,8 M
     Ψs = 0,8 × 1×  0,0831 × 300
           = 19,944

10.  Potensial osmotic sukrosa 0,9 M
       Ψs = 0,9 × 1×  0,0831 × 300
             = 22,437

.

B. Pembahasan

Ø hasil

KOSENTRASI LARUTAN SUKROSA	BERAT AWAL (gr)	BERAT AKHIR (gr)	PERUBAHAN BERAT (gr)	PRESENTASE PERUBAHAN BERAT (%)
AQUADES	0,08	0,16	0,08	8 %
0,1	0,09	0,10	0,01	1 %
0,2	0,04	0,10	0,06	6 %
0,3	0,11	0,12	0,01	1 %
0,4	0,08	0,12	0,04	4 %
0,5	0,14	0,15	0,01	1 %
0,6	0,07	0,08	0,01	1 %
0,7	0,04	0,09	0,05	5 %
0,8	0,06	0,07	0,01	1 %
0,9	0,09	0,10	0,01	1 %

Tabel hubungan konsentrasi dengan perubahan tinggi permukaan cairan

Grafik persentasi perubahan berat terhadap kosentrasi larutan sukrosa

Ø  Pembahasan

Dalam praktikum ini Langkah pertama yang dilakukan yaitu membuat silinder umbi kentang dengan menggunakan pengebor gabus yang diameter 0,8 cmm dengan panjang masing-masing silinder 4 cm, ini dilakukan dengan tujuan untuk mendapatkan jumlah dan bentuk jaringan kentang yang homogen untuk percobaan, sebanyak 4 silinder kentang kemudian di potong lagi menjadi ± 1-2 mm kemudian di bersihkan dan di timbang berat awal kentang tersebut. Kemudian kentang tersebut direndam di dalam  cawan petri yang sebelumnya telah diisi larutan sukrosa dengan kosentrasi yang berbeda yaitu : 0,1 M, 0,2 M, 0,3 M, 0,4 M, 0,5 M, 0,6 M, 0,7 M, 0,8 M, 0,9 M selama 15 menit . Dengan perlakuan tersebut kita mencoba mengetahui larutan yang mana yang isotonis dengan tekanan dalam jaringan kentang, ini dapat diketahui melalui silinder kentang pada konsentarasi berapa yang tidak mengalami perubahan berat, ini berarti tidak ada aliran molekul air baik dari dalam maupun keluar jaringan kentang.

Dari hasil yang didapat  yaitu pada kentang dengan beerar awal 0,08 gr berubah menjadi 0,16 gr setelah direndam dalam larutan aquuades. Dengan perubahan berat 0,08 gr yang berarti presentase perubahan berat yaitu 8 % yang didapat dari : berat akhir dikurangi berat awal dibagi dengan berat awal dan dikalikan dengan 100 %. Begitu juga dengan kentang dengan berat awal 0,9 gr berubah menjadi 0,10 gr setelah direndam dalam larutan sukrosa dengan kosentrasi 0,1 M selama 15 menit jadi perubahan berat yaitu 0,01 gr dengan persentase perubahan berat 1 % begitu juga dengan yang lainnya dengan perubahan berat yang berbeda. Hal ini menunjukan bahwa air pada larutan sukrosa mengalir masuk ke dalam jaringan, yang menandakan bahwa potensial air pada larutan sukrosa lebih tinggi dibandingkan dengan potensial air pada kentang sehingga kentang tersebut dapat menyerap larutan sukrosa saat perendaman.

C.     Kesimpulan

Kesimpulan Dari hasil yang kami peroleh dari praktikum ini bahwa semakin besar kosentrasi larutan sukrosa yang digunakan untuk merendam kentang tersebut ternyata tidak menjadi patokan bahwa hasil persentase perubahan berat juga akan besar karena ada juga yang kosentrasi sukrosanya tinggi tetapi persentase perubahan beratnya rendah.

Waktu perendaman juga berpengaruh terhadap presentase perubahan berat. Semakin lama waktu perendaman  maka  persentase perubahan berat juga akan semakin tinggi.

                                                                                                                                             V.            DAFTAR PUSTAKA

Ø  J. Pagaya , 2012 Penuntun praktikum fisiologi, jurusan biologi FMIPA UNPATTI   

V.                DAFTAR PUSTAKA

ü  Penuntun praktikum fisiologi tumbuhan, jurusan biologi FMIPA UNPATTI