Osmosis adalah proses yang terjadi antara dua wadah yang dipisahkan oleh penghalang semipermeabel. Jika penghalang memiliki pori-pori yang cukup besar untuk memungkinkan molekul air lewat tetapi cukup kecil untuk menghalangi molekul a zat terlarut, air akan mengalir dari sisi dengan konsentrasi zat terlarut yang lebih kecil ke sisi dengan konsentrasi yang lebih besar konsentrasi. Proses ini berlanjut sampai konsentrasi zat terlarut sama di kedua sisi atau tekanan menahan perubahan volume pada sisi dengan konsentrasi yang lebih besar melebihi gaya yang mendorong air melalui penghalang. Tekanan ini adalah tekanan osmotik atau hidrostatik, dan bervariasi secara langsung dengan perbedaan konsentrasi zat terlarut antara kedua sisi.
TL; DR (Terlalu Panjang; Tidak Membaca)
Tekanan osmotik yang mendorong air melintasi penghalang kedap meningkat dengan perbedaan konsentrasi zat terlarut di kedua sisi penghalang. Dalam larutan dengan lebih dari satu zat terlarut, jumlahkan konsentrasi semua zat terlarut untuk menentukan konsentrasi zat terlarut total. Tekanan osmotik hanya bergantung pada jumlah partikel zat terlarut, bukan pada komposisinya.
Tekanan Osmotik (Hidrostatik)
Proses mikroskopis sebenarnya yang mendorong osmosis agak misterius, tetapi para ilmuwan menggambarkannya seperti ini: Molekul air adalah keadaan gerak konstan, dan mereka bermigrasi secara bebas di seluruh wadah yang tidak dibatasi untuk menyamakan kedudukan mereka konsentrasi. Jika Anda memasukkan penghalang ke dalam wadah yang dapat mereka lewati, mereka akan melakukannya. Namun, jika satu sisi penghalang berisi larutan dengan partikel yang terlalu besar untuk melewati penghalang, molekul air yang melewati dari sisi lain harus berbagi ruang dengan mereka. Volume di sisi dengan zat terlarut meningkat sampai jumlah molekul air di kedua sisi sama.
Meningkatkan konsentrasi zat terlarut mengurangi ruang yang tersedia untuk molekul air, yang mengurangi jumlahnya. Hal ini pada gilirannya meningkatkan kecenderungan air untuk mengalir ke sisi itu dari sisi lain. Untuk sedikit antropomorfisasi, semakin besar perbedaan konsentrasi molekul air, semakin mereka "ingin" bergerak melintasi penghalang ke sisi yang mengandung zat terlarut.
Para ilmuwan menyebut keinginan ini sebagai tekanan osmotik atau tekanan hidrostatik, dan ini adalah kuantitas yang dapat diukur. Letakkan tutup pada wadah yang kaku untuk mencegah volume berubah dan ukur tekanan yang diperlukan untuk menjaga air naik saat Anda mengukur konsentrasi larutan di sisi dengan zat terlarut paling banyak. Ketika tidak terjadi perubahan konsentrasi lebih lanjut, tekanan yang Anda berikan pada penutup adalah tekanan osmotik, dengan asumsi konsentrasi di kedua sisi belum sama.
Menghubungkan Tekanan Osmotik dengan Konsentrasi Zat terlarut
Dalam kebanyakan situasi nyata, seperti akar yang menarik uap air dari tanah atau sel yang bertukar cairan dengannya lingkungan, konsentrasi zat terlarut tertentu ada di kedua sisi penghalang semi-permeabel, seperti akar atau dinding sel. Osmosis terjadi selama konsentrasinya berbeda, dan tekanan osmotik berbanding lurus dengan perbedaan konsentrasi. Dalam istilah matematika:
P = RT(∆C)
di mana T adalah suhu dalam Kelvin, C adalah perbedaan konsentrasi dan R adalah konstanta gas ideal.
Tekanan osmotik tidak bergantung pada ukuran molekul zat terlarut atau komposisinya. Itu hanya tergantung pada berapa banyak dari mereka. Jadi, jika lebih dari satu zat terlarut hadir dalam larutan, tekanan osmotik adalah:
P = RT (C1 + C2 +...Ctidak)
dimana C1 adalah konsentrasi zat terlarut satu, dan seterusnya.
Uji Sendiri
Sangat mudah untuk mendapatkan gambaran singkat tentang pengaruh konsentrasi pada tekanan osmotik. Campurkan satu sendok makan garam ke dalam segelas air dan masukkan wortel. Air akan mengalir keluar dari wortel ke dalam air asin secara osmosis, dan wortel akan mengerut. Sekarang tingkatkan konsentrasi garam menjadi dua atau tiga sendok makan dan catat seberapa cepat dan sempurna wortel mengerut.
Air dalam wortel mengandung garam dan zat terlarut lainnya, jadi kebalikannya akan terjadi jika Anda merendamnya dalam air suling: Wortel akan membengkak. Tambahkan sedikit garam dan catat berapa lama waktu yang dibutuhkan wortel untuk membengkak atau apakah membengkak dengan ukuran yang sama. Jika wortel tidak membengkak atau mengerut, Anda telah berhasil membuat larutan yang memiliki konsentrasi garam yang sama dengan wortel.