Tekanan Osmotik dalam Keseimbangan Kimia

Tekanan osmotik adalah tekanan yang dibutuhkan untuk mempertahankan keseimbangan osmotik antara suatu larutan dengan pelarut murninya yang dipisahkan oleh suatu membran yang dapat ditembus hanya oleh pelarut tersebut. Tekanan osmotik adalah tekanan yang diperlukan untuk menghentikan osmosis, yaitu gerakan molekul pelarut melewati membran semipermeabel ke larutan yang lebih pekat (Chang, 2005).

Proses perpindahan larutan yang memiliki konsentrasi rendah melalui membran semipermeabel menuju larutan yang memiliki konsentrasi lebih tinggi hingga tercapai kesetimbangan konsentrasi dinamakan tekanan osmotik, π. Pada proses osmosis, molekul-molekul pelarut bermigrasi dari larutan encer ke larutan yang lebih pekat hingga dicapai keadaan setimbang.

Osmosis sangat ditentukan oleh potensial kimia air atau potensial air, yang menggambarkan kemampuan molekul air untuk dapat melakukan difusi. Sejumlah besar volume air akan memiliki kelebihan energi bebas daripada volume yang sedikit, di bawah kondisi yang sama. Energi bebas suatu zat per unit jumlah, terutama per berat gram molekul (energi bebas per mol) disebut potensial kimia. Zat terlarut yang berdifusi cenderung untuk bergerak dari daerah yang berpotensial kimia lebih tinggi menuju daerah yang berpotensial kimia lebih kecil (Ismail, 2006).

Jika dijelaskan sebagai konsep termodinamika, osmosis dapat dianalogikan sebagai proses perubahan entropi. Komponen solvent murni memiliki entropi yang rendah, sedangkan komponen berkandungan solute tinggi memiliki entropi yang lebih tinggi. Hal ini sesuai dengan hukum Termodinamika II yang berbunyi : “setiap perubahan yang terjadi selalu menuju kondisi entropi maksimum, maka solvent akan mengalir menuju tempat yang mengandung solut lebih banyak, sehingga total entropi akhir yang diperoleh akan maksimum. Pelarut akan kehilangan entropi, dan zat terlarut akan menyerap entropi. Saat kesetimbangan tercapai, entropi akan maksimum atau gradien sama dengan nol (Wibosono, 2009).

Prinsip dari osmosis adalah transfer molekul pelarut dari potensi rendah (larutan hipotonik) menuju ke potensi tinggi (larutan hipertonik), melewati membran. Jika pada larutan hipertonik diberi tekanan tertentu, osmosis akan berhenti, atau malah berbalik arah. Besarnya tekanan yang dibutuhkan untuk menghentikan osmosis disebut tekanan osmosis.

Prinsip dari tekanan osmotik ini banyak dimanfaatkan dalam kehidupan sehari-hari, sehingga pengetahuan ini sangat penting untuk dipelajari. Aplikasi dari tekanan osmotik dalam kehidupan sehari-hari yaitu:

1)      Desalinasi air Laut menggunakan Osmosis Balik

Osmosis balik digunakan untuk membuat air murni dari air laut. Dengan memberi tekanan pada pada permukaan air laut yang lebih besar daripada tekanan osmotiknya, air dipaksa untuk merembes dari air asin ke dalam air murni melalui selaput yang permeabel untuk air tetapi tidak untuk ion-ion dalam air laut. Tanpa tekanan yang cukup besar, air secara spontan akan merembes dari air murni ke dalam air asin. Aplikasi lain dari osmosis balik ini juga dapat digunakan untuk memisahkan zat-zat beracun dalam air limbah sebelum dilepas ke lingkungan.

2)      Pengawetan Makanan pada Bidang Industri

Industri makanan ringan sering memanfaatkan konsep tekanan osmosis dalam pengawetan produknya. Salah satunya yaitu gula dan garam yanga sering dimanfaatkan untuk pengawetan makanan. Apabila sel bakteri berada dalam larutan gula atau garam yang bersifat hipertonik (konsentrasi tinggi). Cairan yang berada didalam sel akan cenderung mengalir keluar dari sel bakteri menuju larutan yang lebih hipertonik. Proses ini yang menyebabkan sel bakteri mengerut dan akhirnya tidak berfungsi lagi (mati).

3)      Aplikasi dalam Dunia Kedokteran

Seorang pasien yang tidak mampu mengonsumsi makanan atau minuman, maka ahli medis akan memberikan infus untuk sumber nutrisi. Larutan infus ini akan langsung dimasukkan ke dalam pembuluh darah, sehingga larutan ini harus memiliki tekanan osmotik yang sama dengan tekanan osmotik darah agar tidak terjadi pengerutan sel pada sel darah. Tekanan osmotik darah pada suhu 25⁰ C adalah 7,7 atm.

Dalam dunia farmasi, balsam atau salep dibuat secara hipertonik agar dapat mengeluarkan bisul pada tubuh. Hal ini dikarenakan cairan pada bisul memiliki konsentrasi yang lebih rendah daripada salep atau balsam tersebut. Dengan demikian, bisul akan kempes.

Selain itu, penerapan tekanan osmotik dapat diterapkan pada proses pencucian darah (dialisis). Metode dialisis adalah proses perpindahan molekul kecil-kecil seperti urea melalui membran semipermeabel dan masuk ke cairan lain, kemudian dibuang. Membran tidak dapat ditembus oleh molekul besar seperti protein sehingga tetap berada di dalam darah.

4)      Mekanisme Transportasi Air dalam Sel Tanaman

Tanaman  membutuhkan air dari dalam tanah. Air tersebut diserap oleh tanaman melalui akar. Tanaman mengandung zat-zat terlarut sehingga konsentrasinya lebih tinggi daripada air disekitar tanaman sehingga air dalam tanah dapat diserap oleh tanaman.

Sumber :

Chang. 2005. Kimia Dasar: Konsep-Konsep Inti Jilid I. Jakarta: Erlangga.

Ismail. 2006. Fisiologi Tanaman. Makassar: Jurusan Biologi FMIPA UNM.

Nama  : Evitri Sutanti

NIM    : 15630094

Kelas   : Kimia C