Dalam fenomena difusi, ketika zat terlarut diangkut oleh cairan atau cairan gas dari yang lebih terkonsentrasi ke media yang kurang terkonsentrasi, atau osmosis (ketika cairan yang terlibat adalah air), istilah hipertonik dan hipotonik mendefinisikan analisis gerakan dan partikel ketika dipisahkan dari medium dengan konsentrasi berbeda.
Media hipertonik adalah medium yang memiliki konsentrasi zat terlarut lebih tinggi dibandingkan media lainnya. Ini, pada gilirannya, adalah hipotesis dalam kaitannya dengan yang pertama. Dengan demikian, klasifikasi ini hanya dapat digunakan dalam arti perbandingan dan bukan sebagai definisi utama dari karakteristik osmotik suatu larutan.
Apa itu
Larutan hipertonik adalah campuran dengan konsentrasi tinggi zat terlarut bila dibandingkan dengan larutan lain yang dipisahkan oleh sebuah membran semipermeabel.
Sifat tonisitas sering digunakan untuk menggambarkan biologis tubuh, dengan konsentrasi zat terlarut sel dan cairan sekitarnya digunakan sebagai contoh.
Tonisitas berkaitan dengan osmosis, di mana cairan mengalir bolak-balik melintasi membran semipermeabel; osmolaritas berbeda dari tonisitas dalam hal itu menganggap konsentrasi zat terlarut yang menembus membran dan mereka yang tidak, sementara tonisitas hanya menganggap mereka yang tidak menembus.
Jika suatu larutan adalah hipertonik, itu berarti bahwa fluida akan mengalir melintasi membran dan ke dalam larutan hipertonik sampai keadaan isotonik tercapai.
Dalam keadaan isotonik, larutan di kedua sisi membran memiliki distribusi yang sama zat terlarut. Sebaliknya, dengan larutan hipotonik, konsentrasi zat terlarut lebih rendah daripada larutan di sisi lain dari membran, yang berarti bahwa air akan ditarik keluar dari larutan hipotonik dan menjadi larutan hipertonik.
Hanya zat terlarut yang tidak dapat melewati membran yang dipertimbangkan saat mengevaluasi tonisitas. Zat terlarut yang cukup kecil untuk bergerak melalui membran secara alami akan mendistribusikan sendiri sesuai kebutuhan dalam upaya untuk meratakan cairan keluar.
Dalam contoh klasik dari hipertonisitas, jika garam dalam cairan tubuh meningkat terlalu banyak, mereka menyebabkan sel kehilangan air, sehingga akan mengerut. Hal ini dapat terjadi dengan dehidrasi, di mana air yang hilang oleh tubuh tidak diganti, menyebabkan peningkatan garam.
Sebaliknya, orang-orang yang telah dikonsumsi terlalu banyak air terlalu cepat dapat mengembangkan cairan tubuh hipotonik, memaksa air ke dalam sel dan berpotensi menyebabkan mereka meledak.
Larutan hipertonik memiliki aplikasi di luar tubuh. Osmosis digunakan dalam tugas-tugas seperti pemurnian air, persiapan sampel ilmiah, dan penelitian ilmiah.
Dengan memanipulasi tonisitas larutan untuk membuat larutan hipertonik, aliran fluida melintasi membran dapat dikendalikan, mengambil keuntungan dari fakta bahwa air bergerak dari daerah konsentrasi zat terlarut rendah ke daerah konsentrasi zat terlarut tinggi dalam upaya untuk lebih keluar tekanan osmotik.
Ilustrasi dari tonisitas biasanya diberikan di kelas sains dasar dengan bantuan cairan dicelup yang dapat dilacak dengan jelas ketika mereka bergerak bolak-balik melintasi membran semipermeabel. Memahami tonisitas juga penting untuk tugas-tugas yang mungkin tidak segera membuat orang berpikir ilmu pengetahuan.
Memasak, misalnya, dapat melibatkan tonisitas ketika cairan yang diserap atau dilepaskan. Sebagai contoh, banyak koki menggunakan trik percikan irisan terong dengan garam untuk memaksa mereka untuk melepaskan air sebelum dimasak; mereka pada dasarnya telah menciptakan lingkungan yang hipertonik yang mengarah cairan mengalir keluar dari terong dalam upaya untuk menyamakan tonisitas.
Jenis Larutan
Sebelum berbicara tentang tipe tertentu, mari kita lihat dulu skenario di mana larutannya ada. Sebagai contoh, katakanlah jika kita meletakkan sel dalam larutan, yang merupakan contoh yang kita gunakan untuk semua larutan yang berbeda. Larutan di luar sel adalah apa yang kita maksudkan ketika kita berbicara tentang isotonik, hipertonik atau hipotonik. Larutannya bisa berupa air murni atau larutan bisa berupa air dengan zat terlarut di dalamnya.
Untuk contoh di bawah ini, kami akan menggunakan sel yang memiliki konsentrasi NaCl 0,9%. Oleh karena itu, konsentrasi air di dalamnya adalah 99,1%.
Larutan Isotonik
Larutan isotonik adalah larutan di mana jumlah zat terlarut dan larutan yang sama tersedia di dalam sel dan di luar sel. Larutan dan persentase zat terlarut adalah sama di dalam sel seperti dalam larutan di luar sel. Oleh karena itu, menggunakan angka-angka di atas, sel ditempatkan dalam larutan air dengan 0,9% NaCl dalam kesetimbangan. Dengan demikian, ukuran sel tetap sama. Larutannya adalah isotonik dalam kaitannya dengan sel.
Laurutan Hipertonik
Larutan hipertonik adalah larutan yang mengandung lebih banyak zat terlarut daripada sel yang ditempatkan di dalamnya. Jika sel dengan konsentrasi NaCl 0,9% ditempatkan dalam larutan air dengan konsentrasi NaCl 10%, larutan tersebut dikatakan hipertonik. Hiper berarti lebih banyak, yang berarti bahwa larutan tempat sel ditempatkan mengandung lebih banyak zat terlarut daripada solusi di dalam sel.
Ketika larutan mengandung lebih banyak zat terlarut, itu berarti mengandung lebih sedikit air. Larutan di luar sel adalah 10% NaCl, yang berarti 90% air. Larutan di dalam sel adalah 0,9% NaCl, yang berarti 99,1% air. Ingat, larutannya mengalir dari konsentrasi air yang lebih tinggi ke konsentrasi air yang lebih rendah. Ini untuk mengencerkan area dengan konsentrasi zat terlarut yang lebih tinggi, sehingga keseimbangan dapat dicapai. Karena larutan eksternal adalah 90% air, sedangkan bagian dalamnya mengandung 99,1% air, air mengalir dari bagian dalam sel ke larutan eksternal untuk melarutkan area konsentrasi konsentrasi terlarut yang tinggi. Karena itu, sel kehilangan air dan menyusut.
Sekali lagi, ketika kita merujuk pada larutan untuk mengatakan bahwa itu adalah hipertonik atau hipotonik, kita merujuk pada jumlah zat terlarut yang ada dalam larutan dibandingkan dengan zat terlarut di dalam sel yang ada dalam larutan. Jika larutan di luar sel memiliki lebih banyak zat terlarut daripada larutan di dalam sel, larutannya adalah hipertonik. Jika larutan di dalam sel memiliki lebih banyak zat terlarut daripada larutan di luar sel, larutannya adalah hipotonik. Jika larutan di luar sel mengandung zat terlarut yang sama dengan larutan di dalam sel, larutannya adalah isotonik.
Larutan Hipotonik
Larutan hipotonik adalah larutan yang mengandung lebih sedikit zat terlarut daripada sel yang ditempatkan di dalamnya. Jika sel dengan konsentrasi NaCl ditempatkan dalam larutan air suling, yang merupakan air murni tanpa zat terlarut, larutan di luar sel adalah 100% air dan 0% NaCl. Di dalam sel, larutannya adalah 99,1% air dan 0,9% NaCL. Air, sekali lagi, bergerak dari konsentrasi yang lebih tinggi ke konsentrasi yang lebih rendah untuk melarutkan konsentrasi zat terlarut untuk mencapai kesetimbangan. Jadi, air mengalir dari larutan air suling ke dalam sel untuk melarutkan konsentrasi zat terlarut di dalam sel. Sebagai akibatnya, sel membanjiri dan kemungkinan meledak. Jadi, menempatkan sel dengan zat terlarut dalam larutan air suling akan menyebabkan pembengkakan dan kemungkinan pecahnya sel.
Cara utama untuk mengingat semua ini adalah ketika kita berbicara tentang berbagai larutan, kita berbicara tentang larutan eksternal, bukan larutan di dalam sel. Jadi, ketika kita berbicara tentang larutan isotonik, hipertonik dan hipotonik, kita dapat menggunakan awalan dan sufiks untuk menentukan yang mana. Sufiks -tonik berhubungan dengan jumlah zat terlarut dalam larutan. Hiper berarti lebih, hipo artinya di bawah. Oleh karena itu, larutan hipertonik adalah larutan yang mengandung lebih banyak larutan daripada larutan di dalam sel. Dan larutan hipotonik adalah larutan yang mengandung lebih sedikit solusi daripada larutan di dalam sel. Ini adalah cara terbaik untuk mempelajari ini.
Contoh:
1. Daun selada menjadi layu
Dalam kasus ekstrem, dengan menggunakan garam rumah tangga pada beberapa daun selada, dapat diketahui bahwa setelah beberapa waktu layu. Ini disebabkan oleh fakta bahwa air yang ada dalam daun mengalir untuk melarutkan garam yang ditambahkan: oleh karena itu, garam akan bertindak sebagai media hipertonik dalam kaitannya dengan daun selada; sementara sama dengan medium hipotetis.
Perlu disebutkan bahwa klasifikasi garam sebagai larutan yang sangat pekat tidak berlaku, karena berada dalam keadaan padat. Klasifikasi sebagai media mengasumsikan posisi yang lebih dapat diterima.
2. Air dalam sel darah
Sel darah merah (sel yang membentuk darah) berada dalam keadaan bombastis ketika ditempatkan dalam media hipotonik sehubungan dengan itu. Dengan cara ini, aliran air dari luar ke dalam (bertentangan dengan aliran yang ada dalam contoh di atas) dan menjalankan risiko kerusakan sel darah merah (hemolisis).
3. Pada sayuran
Jika sel tersebut adalah sayuran, karena ada dinding sel yang cukup resisten, itu hanya akan menunjukkan turgiditas atau plasmolisis (ketika dimasukkan dalam media hipertonik).
Apa itu Reverse osmosis
Reverse osmosis, seperti namanya, terjadi ketika pelarut dihilangkan dari zat terlarut melalui tekanan yang diberikan (bertentangan dengan gradien konsentrasi – prinsip keberadaan difusi secara umum). Jadi, suatu membran yang hanya dapat ditembus oleh pelarut digunakan.
Beberapa contoh reverse osmosis adalah:
- Desalinasi air laut (meskipun metode lain dapat digunakan untuk pemisahan);
- Demineralisasi air untuk produksi obat-obatan dan digunakan dalam prosedur klinis (seperti hemodialisis);
Teknik ini menjadi lebih layak secara teknis dan ekonomis ketika zat terlarut memiliki berat molekul rendah. Karena tekanan yang disediakan relatif tinggi dan prosesnya bisa sangat lambat.
Tahapan Metamorfosis semut, kupu kupu dan katakContoh Ekologi: Tujuan, jenis, peranan, cabang
10 Ciri-ciri Nematoda yang penting berikut ini
Siklus hidup Bakteriofag: Pengertian, struktur, terapi