Osmosis adalah pergerakan bersih spontan air melintasi membran

semipermeabel dari daerah konsentrasi zat terlarut rendah ke larutan

dengan konsentrasi zat terlarut yang tinggi, sebuah gradien konsentrasi zat

terlarut. Ini adalah proses fisik yang bergerak pelarut, tanpa masukan

energi, melintasi membran permeabel setengah (permeabel terhadap

pelarut, tetapi bukan zat terlarut) yang memisahkan dua larutan dengan

konsentrasi yang berbeda. Osmosis melepaskan energi, dan dapat dibuat

untuk melakukan pekerjaan, seperti ketika tumbuh pohon-akar perpecahan

batu.

Simulasi komputer dari proses gerakan osmosisNet pelarut adalah dari

larutan kurang pekat (hipotonik) ke lebih-terkonsentrasi (hipertonik), yang

cenderung mengurangi perbedaan dalam konsentrasi. Efek ini dapat diatasi

dengan meningkatkan tekanan dari larutan hipertonik, sehubungan dengan

hipotonik tersebut. Tekanan osmotik didefinisikan sebagai tekanan yang

dibutuhkan untuk menjaga keseimbangan, dengan tidak ada gerakan bersih

pelarut. Tekanan osmotik adalah properti koligatif, yang berarti

bahwa properti tergantung pada konsentrasi molar zat terlarut tetapi

tidak pada identitasnya. Osmosis adalah hasil dari difusi melintasi membran

semi- permeabel.

Osmosis adalah penting dalam sistem biologis seperti membran biologis

banyak yang semipermeabel. Secara umum, membran kedap zat terlarut

organik dengan molekul besar, seperti polisakarida, sementara permeabel

terhadap air dan kecil, larutan bermuatan. Permeabilitas mungkin

tergantung pada sifat kelarutan, muatan, atau kimia serta ukuran

zat terlarut. Molekul air perjalanan melalui dinding

sel plasma, tonoplast (vakuola) atau protoplas dalam dua cara. Baik

dengan menyebar di seluruh lapisan ganda fosfolipid secara langsung, atau

melalui aquaporins (protein transmembran kecil mirip dengan yang di

difasilitasi difusi dan dalam menciptakan saluran ion). Osmosis

menyediakan sarana utama yang air diangkut ke dalam dan keluar dari

sel. Tekanan turgor sel sebagian besar dikelola oleh osmosis, melintasi

membran sel, antara interior sel dan lingkungannya relatif hipotonik

Tekanan osmotik adalah penyebab utama dukungan dalam banyak

tanaman. Masuknya osmotik air meningkatkan tekanan turgor yang

diberikan terhadap dinding sel, sampai sama dengan tekanan osmotik,

menciptakan kondisi mapan.

Ketika sel tanaman ditempatkan dalam larutan hipertonik, air dalam sel

bergerak ke daerah yang lebih tinggi konsentrasi zat terlarut, dan sel

menyusut dan menjadi lembek. (Ini berarti sel telah menjadi plasmolysed -

membran sel telah sepenuhnya meninggalkan dinding sel karena kurangnya

tekanan air di atasnya; kebalikan dari muluk-muluk.)

Juga, osmosis bertanggung jawab atas kemampuan akar tanaman untuk

menyedot air dari tanah. Karena ada akar halus banyak, mereka memiliki

area permukaan besar, air memasuki akar melalui osmosis.

Osmosis juga dapat dilihat sangat efektif ketika irisan kentang

ditambahkan ke konsentrasi tinggi larutan garam. Air dari dalam

kentang bergerak ke larutan garam, menyebabkan kentang

menyusut dan kehilangan yang 'turgor tekanan ". Lebih

terkonsentrasi larutan garam, semakin besar perbedaan dalam ukuran dan

berat dari irisan kentang.

Dalam lingkungan yang tidak biasa, osmosis dapat sangat

berbahaya bagi organisme. Sebagai contoh, air tawar dan air asin ikan

akuarium ditempatkan di air salinitas yang berbeda dari yang mereka

disesuaikan dengan akan cepat mati, dan dalam kasus ikan air asin,

agak dramatis. Contoh lain dari efek osmotik yang berbahaya adalah

penggunaan garam meja untuk membunuh lintah dan siput.

Misalkan kita menempatkan binatang atau sel tanaman dalam larutan

gula atau garam dalam air.

Jika medium adalah hipotonik - larutan encer, dengan konsentrasi

air lebih tinggi daripada sel - sel akan mendapatkan air melalui osmosis.

Jika medium adalah isotonik - solusi dengan persis konsentrasi air yang

sama seperti sel - tidak akan ada gerakan bersih air melintasi membran

sel. Jika medium adalah hipertonik - solusi terkonsentrasi, dengan

konsentrasi air lebih rendah dari sel - sel akan kehilangan air melalui

osmosis. Kimia kebun menunjukkan efek osmosis dalam kimia anorganik.

Osmosis dapat digunakan secara langsung untuk mencapai

pemisahan air dari solusi "umpan" yang mengandung zat terlarut yang tidak

diinginkan. Sebuah "menarik" solusi tekanan osmotik lebih tinggi dari

larutan umpan digunakan untuk menginduksi aliran bersih dari air melalui

membran semi- permeabel, seperti bahwa larutan umpan menjadi

terkonsentrasi sebagai solusi menarik menjadi encer. Solusi menarik

diencerkan kemudian dapat digunakan secara langsung (seperti dengan

zat terlarut ingestible seperti glukosa), atau dikirim ke proses pemisahan

sekunder untuk penghapusan zat terlarut menarik. Pemisahan sekunder

dapat lebih efisien daripada proses reverse osmosis akan

sendirian, tergantung pada zat terlarut

menarik digunakan dan umpan diobati. Osmosis Forward adalah

daerah penelitian yang sedang berlangsung, dengan fokus pada aplikasi

dalam desalinasi, pemurnian air, pengolahan air, pengolahan makanan, dll.

Manfaat Belajar Tekanan OsmotikTekanan osmotik berpegaruh terhadap sel didalam tubuh, pengaruh tekanan osmotik

berhubungan dengan “osmoregulasi” yaitu mekanisme homeostatis suatu sel organisme untuk mencapai kesetimbangan tekanan osmotik dengan lingkungannya. Jika tekanan osmotik didalam sel dengan luar sel seimbang maka dikatakan sebagai keadaan isotonik pada keadaan ini volume sel tidak mengalami perubahan volume. Jika tekanan osmotik didalam sel lebih besar maka cairan dalam sel bisa keluar sehingga sel akan mengkerut, sebaliknya disebut hipotonik yaitu liquid diluar sel akan masuk ke sel sehingga sel akan bertambah besar.

Reverse Osmosis/Osmosis BalikBila tekanan yang diaplikasikan terhadap larutan adalah melebihi tekanan osmotiknya

maka yang terjadi adalah molekul air akan mengalir melewati membrane semipermiable menuju ke air (pelarut). Osmosis balik bayak digunakan untuk membuat air minum dari air laut dan mengurangi kesadahan air minum. Proses osmosis balik digambarkan dalam gambar berikut:

#P e m ba n gk i t L i s t r i k T e n a ga Os m o s i s # Nama : M. Fadhil. W. P

Kelas : XII IPA 2

No.Absen : 24

Kebutuhan terhadap sumber energi,

terutama energi listrik, mendorong munculnya

banyak variasi sumber pembangkit. Terlebih

adanya desakan untuk menciptakan

sumber pembangkit ramah lingkungan,

menjadi salah satu faktor

pendorong untuk mencari sumber energi

lain selain bahan bakar fosil. Salah satu yang

saat ini sedang ramai adalah pembangkit

dengan konsep renewable energy yang umumnya

sudah banyak dikembangkan di negara – negara maju. Salah satu bagian

dari renewable energy adalah pembangkit listrik menggunakan teknik energi

osmosis yang akan dibahas pada artikel ini.

Pada prinsipnya, proses pembangkitan listrik melibatkan perubahan

energi kinetik menjadi energi listrik (memutar rotor pada generator). Energi

kinetik inilah yang umum menjadi permasalahan. Hal ini dikarenakan pada

metode pembangkitan secara konvesional (seperti pembangkit

berbahan bakar fosil) bahan bakar tersebut akan dibakar untuk

memanaskan air, yang pada proses selanjutnya akan menghasilkan

tekanan untuk memutar rotor. Hal inilah yang kemudian dilihat dan

berusaha dimanfaatkan pada proses osmosis.

Berdasarkan pengertiannya, Osmosis merupakan salah satu sifat yang

dimiliki dari benda cair (fluida) untuk berpindah melalui lapisan

semiperrmiabel diantara 2 fluida yang memiliki kepekatan berbeda. Lapisan

semipermiabel ini berfungsi untuk memisahkan 2 lapisan dan hanya mampu

ditembus oleh air, sementara partikel yang lain tertahan. Sehingga arah

pergerakan fluida berasal dari fluida dengan kepekatan rendah menuju

fluida dengan kepekatan lebih tinggi hingga dicapai kepekatan yang sama.

Perpindahan fluida ini akan mengakibatkan adanya perubahan volume

yang juga mengakibatkan tekanan pada sisi fluida yang lebih

pekat. Tekanan ini kemudian akan menyebabkan pergerakan fluida dan

tekanan yang dapat digunakan sebagai sumber energi kinetik. Konsep

inilah yang kemudian digunakan pada pembangkit listrik dengan konsep

teknik osmosis dengan memanfaatkan air laut. Dengan memanfaatkan

kepekatan air laut dan juga air murni, pembangkit listrik

dengan teknik osmosis dapat dikembangkan.

Untuk lebih memahami mengenai proses osmosis,

dapat dilihat pada gambar di bawah ini. Pada kondisi

awal Pada saat proses osmosis telah mencapai titik

keseimbangan Teknik osmosis yang digunakan

pada pembangkit listrik memiliki 2 tipe yang berbeda,

yaitu SHEOPP Converter dan Underground PLO Plant.

SHEOPP Converter SHEOP Converter

merupakan pembangkit listrik yang terpasang di

dasar permukaan laut. Prinsip yang digunakan pada

pembangkit ini adalah menggunakan air laut

sebagai fluida pekat, dan memanfaatkan aliran air

sungai atau dam yang berfungsi sebagai fluida yang

kurang pekat. Dasar peletakan pembangkit ini

didasar laut dikarenakan faktor beda ketinggian dan juga kadar

kepekatan air laut itu sendiri. Faktor ini cukup mempengaruhi energi

listrik yang nantinya dapat dibangkitkan.

SHEOPP Converter Plant Underground PLO Plant Pada prinsipnya,

tipe pembangkit Undergorund PLO Plant memiliki prinsio kerja yang

sama dengan SHEOPP Converter. Perbedaan terletak

pada penempatan pembangkit. Jika pada SHEOPP

Converter, pembangkit diletakkan pada bagian dasar laut untuk

memastikan tekanan dan jumlah fluida yang tepat, maka pada pembangkit

tipe Undergorund PLO plant pembangkit diletakkan di bawah tanah. Hal ini

yang didasarkan untuk memunculkan perbedaan tekanan, dengan

mengalirkan air dari sungai atau dam dan air laut menuju ke level

tekanan yang lebih rendah. Untuk lebih jelasnya, dapat dilihat pada gambar

di bawah ini :

Underground PLO Plant Akan tetapi, seperti banyak

pembangkit renewable energy lainnya, konsep

pembangkit dengan teknik osmosis masih mendapat

banyak tantangan. Hal ini terkait dengan faktor –

faktor kualitas, kuantitas, dan ekonomis yang kurang baik. Permasalahan

terutama terpaku pada kemampuan lapisan semipermiabel sebagai bagian

penting teknik ini, dan juga faktor biaya yang dibutuhkan dalam

menghasilkan energi listrik per Watt-nya.Oleh karena itu masih sedikit

pembangkit listrik dengan teknik ini yang dikembangkan.

Perkembangan pembangkit dengan teknik ini sampai sekarang, hanya

terdapat beberapa tempat , diantaranya adalah oleh perusahaan Starkraft di

Tofte, Norwegia dan Eddy Potash Mine di New Mexico. Bahkan ketika

pertama kali dibangun, pembangkit listrik yang berada di Norwegia hanya

mampu menghasilkan beberapa kilo-Watt yang jika dikonversikan hanya

dapat memanaskan air untuk 1-2 ketel.

Perhatian pada pembangkit ini pun akhirnya

menarik beberapa pihak untuk meneliti dan

menelaah lebih jauh. Salah satunya adalah

perhatian untuk peningkatan kerja pada sisi

lapisan semipermiabelnya. Namun, seiring

waktu berjalan, bukanlah sesuatu yang tidak

mungkin apabila di masa depan pembangkit dengan teknik ini

dapat menjadi salah satu bagian dari sistem pembangkit listrik dengan

dasar renewable energy.

Peristiwa Osmosis

• Masuk dan naiknya air mineral dalam tubuh pepohonan merupakan proses osmosis. Air dalam tanah memiliki kandungan solvent lebih besar (hypotonic) dibanding dalam pembuluh, sehingga air masuk menuju xylem/sel tanaman.

• Jika sel tanaman diletakkan dalam kondisi hypertonic (solut tinggi atau solvent rendah), maka sel akan menyusut (ter-plasmolisis) karena cairan sel keluar menuju larutan hypertonic.

• Ikan air tawar yang ditempatkan di air laut akan mengalami penyusutan volume tubuh.

• Air laut adalah hypertonic bagi sel tubuh manusia, sehingga minum air laut justru menyebabkan dehidrasi.

• Kentang yang dimasukkan ke dalam air garam akan mengalami penyusutan.

Osmosis terbalik adalah sebuah istilah teknologi yang berasal dari osmosis. Osmosis adalah sebuah fenomena alam dalm sel hidup di mana molekul “solvent” (biasanya air) akan mengalir dari daerah “solute” rendah ke daerah “solute” tinggi melalui sebuah membran “semipermeable”. Membran “semipermeable” ini menunjuk ke membran sel atau membran apa pun yang memiliki struktur yang mirip atau bagian dari membran sel. Gerakan dari “solvent” berlanjut sampai sebuah konsentrasi yang seimbang tercapai di kedua sisi membran. Reverse osmosis adalah sebuah proses pemaksaan sebuah solvent dari sebuah daerah konsentrasi “solute” tinggi melalui sebuah membran ke

sebuah daerah “solute” rendah dengan menggunakan sebuah tekanan melebihi tekanan osmotik. Dalam istilah lebih mudah, reverse osmosis adalah mendorong sebuah solusi melalui filter yang menangkap “solute” dari satu sisi dan membiarkan pendapatan “solvent” murni dari sisi satunya.

Reverse osmosis dilakukan dengan cara memberikan tekanan pada bagian larutan dengan konsentrasi tinggi menjadi melebihi tekanan pada bagian larutan dengan konsentrasi rendah. Sehingga larutan akan mengalir dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah. Proses perpindahan larutan terjadi melalui sebuah membran yang semipermeabel dan tekanan yang diberikan adalah tekanan hidrostatik (Shun Dar Lin, 2001).

Untuk mengilustrasikan peristiwa reverse osmosis, bayangkan sebuah membran semipermeabel dengan air di satu sisi dan larutan dengan konsentrasi zat terlarut tinggi di sisi lain. Apabila terjadi peristiwa osmosis normal, air akan melewati membran menuju larutan dengan konsentrasi tinggi. Pada peristiwa reverse osmosis, pada sisi larutan dengan konsentrasi tinggi diberikan tekanan untuk mendorong molekul air melewati membran menuju sisi larutan air (Gambar). Proses pemisahan ini akan memisahkan antara zat terlarut pada salah satu sisi membran dan pelarut murni di sisi yang lain.

Membran semipermeabel yang digunakan pada reverse osmosis disebut membran reverse osmosis (membran RO). Membran RO memiliki ukuran pori < 1 nm. Karena ukuran porinya yang sangat kecil, membran RO disebut juga membran tidak berpori. Membran RO biasanya digunakan untuk pengolahan air, seperti pengolahan air minum, desalinasi air laut, dan pengolahan limbah cair. Saat ini membran RO juga banyak digunakan pada proses pengolahan air isi ulang.