Biologi IPA

Pengertian Osmosis: Faktor Pengaruh, dan Mengenal Teknologi Reverse Osmosis (RO)

Written by Rifda Arum

Pengertian Osmosis Adalah – Jika berbicara tentang osmosis, pasti akan berkenaan dengan hal di bidang biologi yakni proses berpindahnya zat molekul pada air. Meskipun istilah osmosis ini terdengar asing, tetapi ternyata proses penerapannya sangat dekat lho dengan kehidupan sehari-hari manusia, salah satu contohnya adalah ketika kita tengah membuat teh celup di larutan air panas. Yap, dalam proses melarutnya konsentrasi teh ke dalam air itu juga merupakan perwujudan dari osmosis.

Jika Grameds pasti mengingat materi akan osmosis ini ketika kelas XI, pasti akan diajarkan pula mengenai eksperimennya yang memperlihatkan bagaimana suatu molekul zat berpindah dari larutan satu ke larutan lainnya. Lalu sebenarnya, apa sih osmosis itu? Apakah osmosis ini akan berkaitan dengan proses difusi dalam pelarutan air? Bagaimana pula penerapan osmosis yang ternyata dapat berpengaruh pada standar kebersihan air di sekitar kita? Nah, supaya Grameds memahami akan hal tersebut, yuk simak ulasan berikut ini!

https://www.pexels.com/

Pengertian Osmosis

Di bidang biologi, osmosis dapat diartikan sebagai suatu peristiwa perembesan suatu molekul air melintasi membran yang memisahkan dua larutan dengan potensial air yang berbeda. Osmosis ini juga dapat didefinisikan sebagai proses perpindahan molekul pelarut misalnya air, melalui selaput semipermeabel dari bagian yang lebih encer ke bagian yang lebih pekat. Dalam osmosis, biasanya bagian yang memiliki konsentrasi pelarut rendah (hipotonis) berpindah ke konsentrasi pelarut tinggi (hipertonis).

Proses osmosis akan berlangsung dari larutan hipotonik menuju larutan hipertonik atau perpindahan air dari molekul larutan yang potensial airnya tinggi ke larutan yang potensialnya rendah, melalui membran selektif potensial (semipermeabel). Perlu diketahui bahwa membran selektif permeabel ini adalah selaput pemisah yang hanya dapat dilalui oleh air dan molekul tertentu saja yang dapat larut di dalamnya. Molekul-molekul tersebut dapat berupa asam amino, asam lemak, dan air. Sementara untuk molekul zat yang memiliki ukuran besar misalnya polisakarida (pati) dan protein, tidak dapat melewati membran semipermeabel ini. Apabila tetap “nekat” ini melewatinya, molekul zat pati dan protein memerlukan zat pembawa atau transporter supaya dapat menembus membrannya.

Larutan yang memiliki kadar konsentrasi tinggi pasti akan memiliki tekanan osmosis yang tinggi, dan begitu juga sebaliknya. Pada dasarnya, setiap sel hidup itu memiliki sistem osmosis.

Proses osmosis ini dapat juga dianggap sebagai difusi air dari daerah yang memiliki potensial air lebih rendah ke daerah yang potensial airnya lebih tinggi, melalui suatu membran semipermeabel. Potensial osmosis dari suatu larutan akan selalu negatif antara ekuivalen dengan nilainya tekanan osmotik yang sebenarnya.

Osmosis kerap kali disamakan dengan proses difusi, yang mana padahal keduanya adalah proses berbeda tetapi sama-sama “bergerak” pada sebuah materi terlarut. Perbedaannya mengacu pada prosesnya, jika pada difusi itu berupa perpindahan materi terlarut misalnya gula, garam, dan cuka. Sementara dalam proses osmosis, yang berpindah adalah zat pelarutnya yang berupa air, alkohol, dan lainnya.

Contoh peristiwa osmosis yang kerap ditemui dalam kehidupan sehari-hari ini adalah

  • Penyerapan air tanah
  • Kentang yang dimasukkan ke dalam air garam.
  • Pengawetan makanan menggunakan gula, garam, atau cuka.

Dari uraian di atas ini, dapat disimpulkan bahwa osmosis adalah suatu proses perpindahan molekul pelarut misalnya air, melalui selaput semipermeabel dari bagian yang lebih encer ke bagian yang lebih pekat; biasanya bagian yang memiliki konsentrasi pelarut rendah (hipotonis) berpindah ke konsentrasi pelarut tinggi (hipertonis).

Faktor Pengaruh Kecepatan Osmosis

1. Ukuran Molekul yang Meresap

Molekul zat yang lebih kecil dibandingkan dengan garis pusat lubang membran, maka akan menjadikannya lebih mudah untuk meresap.

2. Keterlarutan Lipid

Molekul yang memiliki tingkat keterlarutan yang tinggi, maka dapat meresap lebih cepat dibandingkan molekul yang memiliki tingkat keterlarutan rendah, misalnya lipid.

3. Luas Permukaan Membran

Kadar resapan menjadi lebih cepat jika luas permukaan membran yang disediakan untuk proses resapan adalah lebih besar.

4. Suhu

Pergerakan molekul tentu saja dipengaruhi oleh suhu. Kasar resapan akan menjadi lebih cepat pada suhu tertinggi dibandingkan dengan suhu rendah.

Mengenal Apa Itu Difusi

Proses osmosis pada suatu zat pelarut pasti tidak akan lepas dari proses difusi. Difusi adalah suatu proses pergerakan molekul suatu zat secara random yang dapat menghasilkan pergerakan molekul efektif dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah. Adanya perbedaan konsentrasi pada dua larutannya disebut dengan gradien konsentrasi. Contoh proses difusi pada kehidupan sehari-hari ini adalah,

  • Pemberian gula di cairan teh tawar yang menyebabkan rasa teh juga akan menjadi manis
  • Uap air dari cerek ketika sudah mendidih yang berdifusi di udara.

Difusi ini akan terus terjadi hingga seluruh partikel dapat tersebar luas dan merata. Difusi yang paling sering terjadi adalah difusi molekuler, yang mana terjadi jika terbentuk sebuah perpindahan dari sebuah lapisan molekul yang diam.

Mengenal Teknologi Reverse Osmosis

Reverse Osmosis (RO) ini dapat juga disebut dengan Osmosis Balik, yang mana merupakan inovasi dari fenomena osmosis. Inovasi dari Reverse Osmosis ini mengandalkan membran yang terbuat dari berbagai bahan, sebut saja selulosa asetat (CA), poliamida (PA), poliamida aromatic, polieterimida, polieteramina, polieterurea, polifenilena oksida, polifenilena benzimidazole, dan lainnya. Sementara pada membran komposit film tipis akan terbuat dari berbagai bahan polimer sebagai substratnya kemudian ditambah dengan polimer lapisan fungsional pada bagian atas.

Membran ini nantinya akan mengalami perubahan karena terjadi penyumbatan. Nah, semakin besar tekanan dan suhunya, maka membran menjadi mampet. Normalnya, membran dapat bekerja pada suhu 21 – 35 derajat Celcius. Penyumbatan membran ini biasanya diakibatkan oleh zat-zat yang berada di dalam air, misalnya kerak, pengendapan koloid, oksida logam, organik, dan silica.

Penggunaan sistem Reverse Osmosis biasanya diterapkan dalam industri, yakni untuk:

  • Desalinasi (penghilangan kadar garam) pada air payau dan air laut supaya dapat diminum oleh manusia.
  • Pemekatan jus buah, jus sayur, gula, dan susu.
  • Produksi ultrapure water, terutama dalam industri elektronik.

Tak jarang pula, penggunaan sistem Reverse Osmosis juga diterapkan di sebuah kapal besar terutama untuk memenuhi semua kebutuhan air tawar. Pasti Grameds tahu kan jika mereka yang bekerja di kapal pesiar besar itu tidak mungkin menggunakan air laut untuk kebutuhan sehari-hari? Nah, maka dari itu keberadaan sistem Reverse Osmosis ini dapat digunakan untuk kebutuhan makan, minum, mandi, mencuci baju, hingga pendinginan mesin di kapal. Singkatnya, sistem Reverse Osmosis dapat membantu untuk meningkatkan kualitas air.

Sejarah Perkembangan Reverse Osmosis

Sejarah dari keberadaan Reverse Osmosis (RO) ini diawali oleh seorang ahli fisika berkebangsaan Prancis bernama Jean Antoine Nollet pada tahun 1784. Pada kala itu, Nollet menemukan suatu kejadian dimana air mengalir melewati membran semipermeabel yang kemudian disebut sebagai Osmosis. Air tersebut mengalir dari keadaan air yang masih encer (solute water) menuju pada keadaan air yang pekat hingga keseimbangan equilibriumnya tercapai.

Kemudian pada tahun 1950-an, para ilmuwan berhasil memodifikasi penemuan Nollet tersebut dengan sistem Reverse Osmosis. Hal tersebut dilakukan atas adanya dasar pemikiran bahwa air yang pekat jika diberi tekanan tertentu dapat berkontak dengan membran semipermeabel yang ada, sehingga nantinya air dapat menembus dinding membran tersebut. Kandungan zat yang menyebabkan kepekatan air tersebut dapat tertahan di dinding, sehingga air yang dihasilkan dapat lebih bersih sebab “zat kotornya” telah tersaring, bahkan partikel kecil seperti kadar garam sekalipun.

Selama perkembangan tersebut, juga turut dilakukan di University of California at Los Angeles (UCLA) yang melakukan penyelidikan pertama mengenai desalinasi (penghilangan kadar garam berlebih) pada air laut menggunakan membran semipermeabel. Para peneliti tersebut akhirnya berhasil memproduksi air tawar dari air laut, tetapi belum dapat dijual secara umum. Penelitian tersebut berjalan selama bertahun-tahun hingga akhirnya alat membran Reverse Osmosis ini telah dapat dijual secara umum. Bahkan, Grameds jika tertarik dapat juga membelinya di toko online lho!

Pengolahan Reverse Osmosis

Cara Kerja Sistem Reverse Osmosis

Pada proses desalinasi menggunakan membran Reverse Osmosis ini, nantinya air laut akan dipisahkan dari garam terlarutnya dengan mengalirkannya melalui membran water-permeabel. Keberadaan Reverse Osmosis ini dapat disebut juga sebagai istilah teknologi yang berbasis pada osmosis. Berhubung osmosis adalah suatu fenomena alam yang terjadi di dalam sel hidup, dimana molekul solvent (biasanya air) akan mengalir dari daerah yang memiliki konsentrasi rendah menuju ke daerah berkonsentrasi tinggi, melalui sebuah membran semipermeabel.

Pada sistem Reverse Osmosis ini, proses pemisahan air dari kotorannya didasarkan pada proses penyaringan dengan skala molekul, dimana suatu tekanan tinggi akan diberikan melampaui tarikan osmosis sehingga nantinya akan “memaksa” air melalui proses osmosis terbalik terutama yang memiliki kadar kepekatan tinggi ke bagian yang memiliki kadar kepekatan rendah. Nah, selama proses tersebut, kotoran dan bahan yang berbahaya akan terbuang sebagai air tercemar.

Kelebihan dan Kekurangan Sistem Reverse Osmosis

Kelebihan Sistem Reverse Osmosis (RO)

  1. Mampu memisahkan zat-zat dengan berat molekul rendah seperti garam anorganik maupun molekul organik kecil seperti glukosa dan sukrosa.
  2. Tidak membutuhkan zat kimia.
  3. Dapat dioperasikan di ruangan pribadi sekalipun.
  4. Dapat memurnikan air payau dan air laut.
  5. Dipercaya mampu memisahkan virus dan bakteri di air.

Kekurangan Sistem Reverse Osmosis (RO)

  1. Jika tidak mengikuti petunjuknya secara baik, maka akan menyebabkan mampet karena bahan-bahan tertentu, terutama dari pengendapan garam.
  2. Membutuhkan material dan alat dengan kualitas standar tinggi sehingga biaya perawatan akan lebih mahal.
  3. Jika tekanan yang masuk ke membran di bawah standar, maka pengolahan dapat berjalan lambat.

Kebutuhan Manusia Terhadap Air Bersih

Grameds pasti sudah tahu dong jika keberadaan air di muka bumi ini adalah sesuatu yang penting dan bahkan menjadi kebutuhan bagi semua makhluk hidup, mulai dari manusia, binatang, dan tumbuh-tumbuhan. Sayangnya, tidak semua tempat memiliki jumlah air dengan keadaan bersih dan layak untuk digunakan oleh makhluk hidup. Maka dari itu, keberadaan sistem Reverse Osmosis ini tentu saja berguna bagi mereka yang tidak memiliki ketersedian air baik dari segi kualitas maupun kuantitas.

Ambil saja contoh di negara Indonesia ini yang mana sebagian besar wilayahnya adalah perairan yang mana merupakan air laut. Perlu diketahui bahwa air laut adalah jenis air yang berasal dari lautan atau samudera dengan kadar garam sebanyak 3,5%. Kandungan lainnya berupa kalsium, magnesium, sodium, sulfat, dan potasium. Meskipun demikian, air laut terlalu bahaya untuk dikonsumsi secara langsung sebab menyebabkan ginjal akan kesulitan untuk mengencerkan garam yang ada.

Standar kelayakan kebutuhan air bersih adalah 49,5 liter per kapita untuk setiap harinya. Kemudian pada tahun 2022, UNESCO (United Nations Educational Scientific and Cultural Organization) juga telah menetapkan bahwa hak dasar manusia atas penggunaan air adalah sebesar 60 liter bagi setiap orangnya untuk waktu setiap hari. Tidak hanya itu saja, Direktorat Jenderal Cipta Karya pada Depatemen Pekerjaan Umum juga membagi adanya standar kebutuhan air minum berdasarkan lokasi wilayahnya, yakni:

  • Pedesaan, dengan kebutuhan 60 liter/kapita/hari.
  • Kota kecil, dengan kebutuhan 90 liter/kapita/hari.
  • Kota sedang, dengan kebutuhan 110 liter/kapita/hari.
  • Kota besar, dengan kebutuhan 130 liter/kapita/hari.
  • Kota metropolotan, dengan kebutuhan 150 liter/kapita/hari.

Baku Mutu Air

Nah, ketika hendak menentukan bagaimana kualitas air itu harus tetap berpedoman pada baku mutu air. Menurut PERMENKES No.416/MENKES/PER/IX/1990 menyebutkan bahwa baku mutu air merupakan kadar zat atau bahan pencemar yang terdapat di dalam air supaya tetap berfungsi sesuai dengan golongan dari peruntukkan air. Berdasarkan peruntukannya tersebut, air dibagi menjadi lima golongan, yakni:

  1. Golongan A

Yakni air yang berasal dari sumber air sehingga dapat digunakan sebagai air minum secara langsung tanpa proses pengolahan terlebih dahulu.

  1. Golongan B

Yakni air yang dapat digunakan sebagai bahan baku untuk pengolahan menjadi air minum dan keperluan rumah tangga lainnya.

  1. Golongan C

Yakni air yang dapat digunakan untuk keperluan perikanan dan peternakan.

  1. Golongan D

Yakni air yang dapat digunakan untuk kepentingan pertanian dan beberapa usaha industri, hingga listrik tenaga air terutama di daerah perkotaan.

  1. Golongan E

Yakni air yang tidak dapat dipergunakan untuk keperluan-keperluan pada golongan A, B, C, dan D.

Standar Kualitas Air Bersih

Standar kualitas air adalah ketentuan-ketentuan khusus yang dituangkan dalam bentuk pernyataan maupun angka, guna menunjukkan persyaratan yang harus dipenuhi supaya air tersebut tidak menimbulkan gangguan kesehatan, penyakit, gangguan teknis, hingga gangguan dalam hal estetika. Secara kimia, standar untuk menyebut bahwa air tersebut memiliki kualitas bersih, yakni berupa:

  • Di dalam air minum, tidak boleh terdapat zat-zat beracun.
  • Tidak ada zat yang sekiranya menimbulkan gangguan kesehatan.
  • Tidak mengandung zat-zat kimia yang melebihi batas tertentu, sebab dapat menimbulkan gangguan teknis.
  • Tidak boleh mengandung zat-zat kimia yang melebihi batas tertentu, sebab dapat menimbulkan gangguan ekonomi.

Keberadaan standar kualitas air ini tentu saja sudah diatur oleh Departemen Kesehatan (DEPKES) dan Standar Nasional Indonesia (SNI), yang didasarkan pada Undang-Undang Kesehatan Republik Indonesia No.173/Men.Kes/Per/VII/1997 berupa:

1. Syarat fisik, antara lain:

  • Air harus bersih dan tidak keruh.
  • Tidak berwarna apapun.
  • Tidak berasa apapun.
  • Tidak berbau apapun.
  • Memiliki suhu antara 10-25 derajat Celcius.
  • Tidak meninggalkan endapan.

2. Syarat Kimiawi, antara lain:

  • Tidak mengandung bahan-bahan kimiawi yang memiliki kadar racun.
  • Tidak mengandung zat-zat kimiawi yang berlebihan.
  • Cukup yodium.

3. Syarat Mikrobiologi, antara lain:

  • Tidak mengandung kuman-kuman penyakit, antara lain berupa disentri, kolera, tipus, dan bakteri patogen penyebab penyakit.

Nah, itulah ulasan mengenai apa itu osmosis dan perkembangan teknologi Reverse Osmosis (RO) yang ternyata dapat meningkatkan kadar kualitas air laut. Apakah Grameds pernah merasakan air hasil sistem Reverse Osmosis tersebut?

Rekomendasi Buku & Artikel Terkait

 

Sumber:

Winingsih, W. (2016). PEMBELAJARAN BERBASIS PRAKTIKUM YANG BERORIENTASI DISCOVERY LEARNING UNTUK MENINGKATKAN HASIL BELAJAR SISWA PADA SUBKONSEP DIFUSI DAN OSMOSIS (Doctoral dissertation, FKIP UNPAS).

ERISKA, Y. O. (2019). PENURUNAN TOTAL DISOLVED SOLID (TDS) DAN KEKERUHAN (TURBIDITY) MENGGUNAKAN UNIT REVERSE OSMOSIS (RO) PADA SISTEM PENGOLAHAN AIR MINUM (Doctoral dissertation, Politeknik Negeri Sriwijaya).

Baca Juga!



ePerpus adalah layanan perpustakaan digital masa kini yang mengusung konsep B2B. Kami hadir untuk memudahkan dalam mengelola perpustakaan digital Anda. Klien B2B Perpustakaan digital kami meliputi sekolah, universitas, korporat, sampai tempat ibadah."

logo eperpus

  • Custom log
  • Akses ke ribuan buku dari penerbit berkualitas
  • Kemudahan dalam mengakses dan mengontrol perpustakaan Anda
  • Tersedia dalam platform Android dan IOS
  • Tersedia fitur admin dashboard untuk melihat laporan analisis
  • Laporan statistik lengkap
  • Aplikasi aman, praktis, dan efisien