Apakah sobat Materi Kimia SMA sudah mengenal apa yang dimaksud tekanan osmotik? Sebelum menjawab pertanyaan tersebut, terlebih dahulu sobat harus mengetahui definisi osmosis. Osmosis adalah proses perpindahan larutan yang memiliki konsentrasi rendah melalui membran semipermeabel menuju larutan yang memiliki konsentrasi lebih tinggi hingga tercapai kesetimbangan konsentrasi. Pada proses osmosis, molekul-molekul pelarut bermigrasi dari larutan encer ke larutan yang lebih pekat hingga dicapai keadaan kesetimbangan konsentrasi di antara kedua medium itu (lihat gambar disamping).
Tekanan yang diterapkan untuk menghentikan proses osmosis dari larutan encer atau pelarut murni ke dalam larutan yang lebih pekat dinamakan tekanan osmotik larutan, dilambangkan dengan π. Tekanan osmotik larutan berbanding lurus dengan konsentrasi molar zat. Dalam bentuk persamaan dapat ditulis sebagai berikut.
π ≈ M atau π = k M
k adalah tetapan kesetaraan yang bergantung pada suhu. Untuk larutan encer harga k sama dengan RT, di mana R tetapan gas dan T adalah suhu mutlak.
Oleh karena kemolaran memiliki satuan mol per liter larutan maka tekanan osmotik larutan dapat dinyatakan sebagai berikut.
π =Tekanan osmotik
M =Molaritas larutan
R = Tetapan gas (0,082 L atm mol–1K–1)
T =Suhu (K)
Dengan diketahuinya tekanan osmotik suatu larutan maka massa molekul relatif dari zat terlarut dapat ditentukan. Hal ini dilakukan dengan cara menata ulang persamaan tekanan osmotik menjadi:
Aplikasi Tekanan Osmotik
Jika dua buah larutan yang dipisahkan oleh membran semipermeabel memiliki tekanan osmotik sama, kedua larutan tersebut isotonik satu dengan yang lainnya. Jika salah satu larutan memiliki tekanan osmotik lebih besar dari larutan yang lain, larutan tersebut dinamakan hipertonik. Jika larutan memiliki tekanan osmotik lebih kecil daripada larutan yang lain, larutan tersebut dinamakan hipotonik.
Tekanan osmosik memainkan peranan penting dalam sistem hidup. Misalnya, dinding sel darah merah berfungsi sebagai membran semipermeabel terhadap pelarut sel darah merah. Penempatan sel darah merah dalam larutan yang hipertonik relatif terhadap cairan dalam sel menyebabkan cairan sel keluar sehingga mengakibatkan sel mengerut. Proses pengerutan sel seperti ini disebut krenasi.
Penempatan sel darah dalam larutan yang hipotonik relatif terhadap cairan dalam sel menyebabkan cairan masuk ke dalam sel sehingga sel darah merah akan pecah. Proses ini dinamakan hemolisis. Seseorang yang membutuhkan pengganti cairan tubuh, baik melalui infus maupun meminum cairan pengganti ion tubuh harus memperhatikan konsentrasi cairan infus atau minuman. Konsentrasi cairan infus atau minuman harus isotonik dengan cairan dalam tubuh untuk mencegah terjadi krenasi atau hemolisis.
Contoh osmosis yang lain di antaranya sebagai berikut:
- Ketimun yang ditempatkan dalam larutan garam akan kehilangan airnya akibat osmosis sehingga terjadi pengerutan;
- Wortel menjadi lunak akibat kehilangan air karena menguap. Ini dapat dikembalikan dengan merendam wortel dalam air. Wortel akan tampak segar karena menyerap kembali air yang hilang.
Osmosis Balik
Proses osmosis suatu larutan dapat dihentikan. Proses osmosis juga bahkan dapat dibalikkan arahnya dengan menerapkan tekanan yang lebih besar dari tekanan osmosis larutan. Proses ini dinamakan osmosis balik.
Osmosis balik berguna dalam desalinasi (penghilangan garam) air laut untuk memperoleh air tawar dan garam dapur, seperti dapat dilihat pada gambar berikut:
Keterangan:
(a) Alat desalinasi air laut melalui osmosis balik.
(b) Alat desalinasi tersusun atas silinder-silinder yang dinamakan permeator, yang mengandung jutaan serat berongga kecil.
(c) Dengan adanya tekanan, air laut masuk ke dalam permeator dan masuk ke dalam serat berongga sehingga ion-ion garam dapat dipisahkan dari air laut.
Penerapan tekanan dari luar yang melebihi nilai π menyebabkan terjadinya osmosis balik.
Pada proses desalinasi, molekul-molekul air keluar dari larutan meninggalkan zat terlarut. Membran yang dapat digunakan untuk proses osmosis balik adalah selulosa asetat. Membran ini dapat dilewati oleh molekul air, tetapi tidak dapat dilewati oleh ion-ion garam dari air laut.
Sampai materi ini, sobat telah mempelajari sifat koligatif larutan non-elektrolit, pada materi kimia kelas XII selanjutnya, yang akan pelajari yaitu sifat koligatif larutan elektrolit
