1.
DEFINISI
DIFUSI
Molekul
memiliki tipe energi yang disebut gerak termal (panas atau kalor). Salah satu
hasil gerak termal adalah difusi (diffusion), pergerakan molekul zat sehingga
tersebar merata didalam ruang yang tersedia. Setiap molekul bergerak secara
acak, namun difusi populasi suatu molekul dapat memiliki arah tertentu
(Campbell, 2008).
Difusi
ini adalah perembesan zat dari ruang yang berkonsentrasi tingggi ke ruang yang
berkonsentrasi lebih rendah. Perembesan ini mungkin tanpa lewat sekat, mungkin
pula lewat sekat. Perembesan tanpa lewat sekat berlangsung baik dalam
protoplasma sendiri, seperti dari ujung retikulum endoplasma ke ujung lain. Perembesan
lewat sekat, berlangsung baik antara intra dan ekstra-sel, antara sitoplasma
dan nukleoplsama., ataupun antara sitoplasma dan organel. Perembesan itu lewat
unit membran. Difusi berlangsung menurut gradient (kemiringan) konsentrasi.
Yakni dari ruang yang konsentrasi zat A tinggi ke ruang zat yang konsentrasi
zat A itu rendah (Yatim, 1990).
Difusi
merupakan suatu proses lewatnya bahan-bahan tertentu lewat suatu membran
sebagai akibat konsentrasi yang berbeda. Apabila membran plasma ini bersifat
permeabel maka hanya bahan-bahan tertentu saja yang dapat melewatinya dengan
cara difusi. Difusi melewati membran plasma ini pada umunya bersifat khas karena
membutuhkan enzim tertentu sehingga membran sel bersifat “enzyme
controlled permeable”. Mekanisme dapat dilihat pada pemasukan gerakan molekul
ion cenderung mengisi seluruh ruangan yang tersedia (Juwono, 2000).
Cara difusi umum terdapat pada sel dan tanpa butuh energi.
Proses difusi dapat terjadi bagi oksigen, CO2, air, elektrolit dan bahan
organis molekul sederhana. Difusi lewat sekat jauh lebih pelan dan sulit dari pada
tanpa lewat sekat. Karena molekul zat itu harus melewati molekul-molekul
membran yang bersusun rapat. Air mudah berdifusi lewat pori yang banyak
tersebar pada membran sel (Yatim, 1990).
Pada umumnya , air dan bahan yang larut
didalamnya, masuk dan keluar sel bukan sebagai aliran massa, melainkan satu per
suatu molekul setiap kali. Pergerakan neto dari satu tempat ke tempat lain,
akibat aktivitas kinetik acak atau gerak dari
molekul ion, disebut difusi. Karena difusi zat cair yang menempuh jarak
makroskopis itu berlangsung lambat, dan aliran massa gas dan zat cair sangatlah
lazim, maka difusi bukanlah suatu kejadian yang mudah terlihat. Walaupun
demikian, sebenarnya difusi mudah diamati (Frank, 1995).
2.
MACAM-MACAM
DIFUSI
Proses difusi yang
kita ketahui terbagi ke dalam 3 jenis yaitu difusi pada material cair, difusi
pada material padat, dan difusi pada material gas.
1. Difusi cair
Dikatakan difusi
cair jika terjadi perpindahan molekul cairan dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi
rendah. Contohnya yaitu ketika kita merendam kedelai dalam air saat pembuatan
tempe. Selama perendaman akan terjadi difusi air dari lingkungan luar (yang
kadar airnya tinggi) ke dalam kedelai (yang kadar airnya rendah).
2. Difusi padat
Dikatakan difusi
padat jika terjadi perpindahan molekul padatan dari konsentrasi tinggi ke
konsentrasi rendah. Contohnya yaitu ketika kita melakukan perendaman buah
dengan larutan gula dalam pembuatan manisan buah. Selama perendaman selain
terjadi difusi air dari lingkungan luar ke dalam buah juga terjadi difusi
molekul gula (molekul padatan) ke dalam buah dan ini berarti difusi padatan
juga terjadi dalam pembuatan manisan buah ini. Selama ini batasan antara kapan
terjadinya difusi air dengan difusi padatan masih belum jelas karena prosesnya
sering terjadi bersamaan dan susah untuk dibedakan.
3. Difusi gas
Dikatakan difusi
gas jika terjadi perpindahan molekul gas dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi
rendah. Contohnya yaitu difusi O2 pada pengemas plastik. Ketika kita
menggunakan pengemas plastik untuk membungkus suatu bahan, maka selama
penyimpanan akan terjadi difusi oksigen dan uap air dari lingkungan luar ke
dalam plastik pengemas. Jumlah oksigen dan uap air yang
dapat
masuk ke dalam plastik pengemas bervariasi tergantung permeabilitas dari
plastik pengemas tersebut. Semakin banyak jumlah oksigen dan uap air yang dapat
masuk ke dalam plastik pengemas berarti kualitas plastik pengemasnya semakin
buruk. Disini, difusi oksigen merupakan difusi gas dan difusi uap air merupakan
difusi cair. (Mehrer, 2007)
Makin besar perbedan konsentrasi anatara dua daerah, maka
makin tajam pula gradasi konsentrasinya sehingga makin lambat pula kecepatan
difusinya. Apabila partikel suatu zat dapat bergerak bebas tanpa
terhambat oleh gaya tarik, maka dalam jangka waktu tertentu partikel-partikel
itu akan tersebar merata dalam ruang yang ada. Sampai distribusi merata seperti
itu terjadi, akan terdapat lebih banyak partikel yang bergerak dari daerah
tempat partikel itu lebih pekat ke daerah yang partikelnya kurang pekat, lalu
terjadi yang sebaliknya, dan secara menyeluruh gerakan partikel ke arah
tertentu disebut difusi. Makin besar perbedaan konsentrasi antara dua daerah,
yaitu makin tajam gradasi konsentrasinya, makin besar kecepatan difusinya (diana,
2013).
3.
MEKANISME DIFUSI
a. Transport Pasif
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 membrane. Proses
masuknya molekul besar yang melibatkan transforter dinamakan difusi
difasilitasi (Fadilla, 2012).
b.
Transpor aktif
Pada sel-sel akar tumbuhan terdapat penumpukan
mineral. Artinya, konsentrasi mineral di dalam sel lebih tinggi daripada di
luar sel, atau potensial air di luar sel lebih tinggi dibandingkan dengan
potensial air di dalam sel. Oleh karena itu, osmosis dari luar sel ke dalam sel
tetap berlangsung untuk mencegah plasmolisis. Akan tetapi, keadaan ini
menghambat pengambilan mineral dari luar ke dalam sel melalui difusi, terutama
karena membran sel memiliki permeabilitas yang sangat rendah. Untuk mengatasi
hal tersebut, diperlukan transpor aktif yang melibatkan energi dari ATP agar
ion-ion dapat masuk ke dalam sel. ATP adalah molekul pembawa energi di dalam
sel (Kimball, 1999).
4.
DIFUSI BERDASARKAN ADA TIDAKNYA PEMBAWA
(CARRIER) PADA MEMBRAN
Melihat kepada ada tidaknya pembawa (carrier)
pada membran maka difusi dapat dibedakan atas 2 macam :
1. Difusi bebas, ialah difusi gas tanpa kemudahan
dari protein pembawa pada membran. Zat itu bebasberdifusi sendiri.
2. Difusi terikat, ialah difusi yang dipermudah
atau diberi fasilitas oleh protein pembawa dalam membrane. Tidak ada pembawa
itu tidak ada difusi (Yatim, 1990)
5.
FAKTOR YANG MEMPENGARUHI KECEPATAN DIFUSI
Ada beberapa faktor yang
mempengaruhi kecepatan difusi, yaitu:
1. Ukuran partikel, Semakin kecil
ukuran partikel, semakin cepat partikel itu akan bergerak, sehinggak kecepatan
difusi semakin tinggi.
2. Ketebalan membran. Semakin tebal
membran, semakin lambat kecepatan difusi.
3. Luas suatu area. Semakin besar luas
area, semakin cepat kecepatan difusinya.
4. Jarak. Semakin besar jarak antara
dua konsentrasi, semakin lambat kecepatan difusinya.
5. Suhu. Semakin tinggi suhu, partikel
mendapatkan energi untuk bergerak dengan lebih cepat. Maka, semakin cepat pula
kecepatan difusinya (Adrimarsya, 2012).
6. PERISTIWA
DIFUSI PADA TUMBUHAN
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).
7.
CONTOH DIFUSI DALAM KEHIDUPAN
SEHARI-HARI
Contoh proses difusi
dan transport aktif pada kehidupan sehari-hari:
- pemberian gula pada cairan teh tawar. Lambat laun cairan menjadi manis.
- uap air dari cerek yang berdifusi dalam udara, dimana pada masing-masing zat, kecepatan difusi berbeda-beda.
- bakteri Escherichia coli yang diletakkan pada media laktosa. Membran sel bakteri tersebut bersifat impermeabel sehingga tidak dapat dilalui oleh laktosa. Setelah beberapa menit kemudian bakteri akan membentuk enzim dari dalam sel yang disebut permease, yang merupakan suatu protein sel. Enzim permease inilah yang akan membuatkan jalan bagi laktosa sehingga laktosa ini dapat masuk melalui membran sel.
- Perendaman kentang dengan air garam, menyebabkan kentang menjadi lebih asin.
- Perendaman tebu kedalam air gula, membuat tebu jauh lebih manis (Fadilla, 2012).
DAFTAR PUSTAKA
Adrimarsya.
2012. Difusi Dan Osmosis. http://Adrimarsya.wordpress.com/2012/12/05/difusi-dan-osmosis/.
Diakses pada tanggal 28 Februari 2013 pukul 21.30 WIB.
Campbell, Reece, Urry, Cain,
Wasserman, Minorsky, Jackson. 2008. Biologi
Edisi Kedelapan Jilid 1. Erlangga : Jakarta.
Diana, 2013. Osmosis, Difusi Dan Imbibisi. http://dianafatihatul.blogspot.com/2013/02/osmosis-difusi-dan-imbibisi.html. Diakses pada tanggal 27 Februari
2013 pukul 15.00 WIB.
Fadilla,
intania. 2012. Difusi dan Traansport
aktif. http://intaniafadilla97.blogspot.com/2012/10/difusi-dan-transport-aktif.html.
Diakses pada tanggal 27 Februari 2013 pukul 15.30 WIB.
Frank B Salisbury dan Cleon W Ross. 1995. Fisiologi Tumbuhan Jilid 1. Penerbit ITB : Bandung
Juwono, Achmad Zulfa Juniarto. 2000.
Biologi Sel. EGC : Jakarta
Kimball, J.W. 1999.
Biologi Edisi Pertama. Erlangga: Jakarta.
Loveless,
A.R. 1991. Prinsip-Prinsip Biologi
Tumbuhan Untuk Daerah Tropik I. Gramedia Pustaka Utama: Jakarta.
Mehrer,
Helmut. 2007. Diffusion In Solids. Munster: Springer
Yatim, Wildan. 1990. Biologi Modern. Tarsito : Bandung