Fungsi Air - Spada UNS

Fungsi Air

• Penyusun tubuh tanaman (70%-90%)

• Pelarut dan medium reaksi biokimia

• Medium transpor senyawa

• Memberikan turgor (kondisi tegang antara

dinding sel dgn isi sel karena menyerap air) bagi sel (penting untuk pembelahan sel dan

pembesaran sel)

• Bahan baku fotosintesis

• Menjaga suhu tanaman supaya konstan

Molekul air terdiri atas atom oksigen dan dua atom hidrogen, yang berikatan secara kovalen Atom-atom tidak terikat secara linear (H-O-H), tetapi atom hidrogen melekat pada atom oksigen seperti huruf V dengan sudut 105^o.

Molekul air bersifat dipolar:

+

- Zone elektro negatif

Zone elektro positif

STRUKTUR

&

CIRI

Akibat DIPOLAR

Bag +  terikat pada muatan negatif Bag -  terikat pada muatan pos

Mol air dlm larutan elektrolit, akan terikat pada ion senyawa terlarut & ion dlm suatu

larutan terbungkus oleh mol air

O

O

O O

O

H H H

H

H H H

H H H Cl^-

Selaput molekul air di sekeliling ion

dalam larutan



Air bersifat tidak berwarna, tidak berasa dan tidak berbau pada kondisi standar, yaitu pada tekanan 100 kPa (1 bar) & temperatur 273,15 °K (0 °C).



mrp senyawa yg sangat sukar dimampatkan, yg memiliki bbrp sifat yg khas



dalam pembekuan/pendinginan

• Vol air mengembang bila membeku (senyawa lain membesar)

Sifat Fisik dan Kimia Air

Sifat Fisik



air mpy kemampuan yg tinggi untuk mengisap panas dgn kenaikan suhu yg rendah

• Untk menaikkan suhu 1 g air sebanyak 1 °C diperlukan panas yg lebih banyak (dibanding senyawa lain)

• Panas jenis air tinggi  suhu tubuh tumbuhan yg relatif stabil (berperan sbg penyangga)



titik didih & panas penguapan yg tinggi



Daya pelarut yg besar

• Daya larut non elektrolit dalam air

• Daya larut elektrolit besarnya ditentukan oleh sifat dipolar dr mol. air

• Senyawa nonpolar

KOHESI vs ADHESI

TEGANGAN PERMUKAAN

Terjadinya pada bidang persentuhan air dan udara, gaya kohesi antar molekul air lebih besar daripada adhesi antara air dan udara.

Adhesi: ikatan antara molekul air dengan permukaan padatan lainnya

TEGANGAN PERMUKAAN AIR YANG TINGGI

dan ADHESI

AIR MEMPUNYAI GAYA KAPILER Kohesi: ikatan hidrogen antar molekul air

(kemampuan mol-mol air untuk saling mengikat dirinya pada fase cairan)

 air bereaksi dengan berbagai metabolit mem’btk produk hidrolisis

 Air berdisosiasi m’btk hidrogen dan hidroksil

 arah reaksi metabolisme dalam tumbuhan ditentukan oleh konsentrasi ion

Sifat

^Kimia

Sifat air sel

• Dalam sel tumbuhan “air bebas” & mobil

• Sebagian besar air bebas tdp di vakuola

• Hanya sebagian kecil dr air dlm sel yg diikat scr kuat o/

bahan pembentuk sel dgn ikatan dipolar & ikatan Hidrogen

• Permukaan membran sel dapat digambarkan spt dilapisi oleh selaput tipis molekul-molekul air. Molekul air tsbt mrpkan komponen integral dr membran sel

 Mrpkan s’ sistem koloid yg td atas partikel tanah sangat halus “misel” (0,001 – 0,1 )

 misel dlm sistem koloid tidak mpy muatan, tp misel dalam tanah liat mpy muatan neg, dikelilingi kation (Ca ²⁺, K⁺, Na⁺ dan H⁺)

 Kation dr s’ elemen dpt bertukar dgn kation elemen yg lain

H ⁺

+ Ca⁺⁺ + 2 Cl^-

Ca ⁺⁺

+ 2H⁺ + 2 Cl^- H⁺ > Ca ²⁺ > Mg ²⁺ > K⁺ > NH₄ ⁺ > Na ⁺

Tanah

Sistem koloidal media tanah

 Air yg ada dlm tanah  larutan & sistem koloid

 Pd sistem koloid, plg tidak tdp 2 komponen:

partikel/misel yg menyebar (disperse phase) dan zat yg berisikan partikel (dispersion medium)

 adalah sistim dispersi yg heterogen terdiri atas fase terdispersi dan medium dispersi

 Fase terdispersi merupakan partikel halus ( 1 - 100 mU) tersebar merata dlm medium dispersinya

 Koloid ada dua macam, yaitu GEL (partikel terdispersi dominan) dan SOL (medium dispersinya dominan)

 Efek koloid adalah pada penyerapan hara, penyerapan air



Luas permukaan partikel



S’ partikel pecah  partikel koloid yg halus  luas antar permukaan mjd beribu-ribu kali  luas permukaan yg menghadapi medium mjd berlipat-lipat



Antar permukaan partikel yi permukaan yg langsung berbatasan dgn medium yg

mengelilinginya



Adsorpsi



Antar permukaan partikel adl tempat tjdnya adsorpsi

Sifat-sifat koloid



Penyebaran cahaya ‘ Efek Tyndall’



Jika s berkas sinar dilewatkan koloid

 akan terlihat garis sinar yg melintasi koloid ‘optis berisi’



Viskositas



S koloid (hidrofil) mpy sifat lembam (viskos/kental),



tdk mudah mengalir



Lebih pekat konsentrasinya, lebih lembam



Muatan listrik



Misel koloid  pos/neg (sejenis)  medium yg mengelilinginya mpy muatan yg berlawanan

+

Lap air

Misel koloid hidrofil Misel koloid hidrofob +

+ + +

+ +

Misel

+ +

+ +

+ +

+ +

Misel +

Hubungan Tanah-Air-

Tanaman

HTAT mrpk sistem dinamik dan terpadu dimana air mengalir dari tempat dengan tegangan rendah menuju tempat dengan tegangan air tinggi.

Penguapan

H₂O

Hilang melalui stomata daun

(transpirasi)

Air kembali ke atmosfer

(evapo-transpirasi)

Air dikembalikan ke tanah melalui hujan

dan irigasi

CO₂ O₂

difusi,

osmosis dan imbibisi

Ion H₂O

gerak menyebarnya molekul dari daerah

konsentrasi tinggi (hipertonik) ke konsentrasi rendah (hipotonik) karena energi kinetiknya sendiri sampai terjadi keseimbangan dinamis

DIFUSI DIFUSI

DIFUSI GAS, AIR ATAU ZAT TERLARUT

DITENTUKAN OLEH PERBEDAAN KONSENTRASI

KRISTAL

KRISTAL DALAM AIR

AIR

GAS DALAM RUANG

(1) (2)

PERPINDAHAN MOLEKUL

Sumber: pd sumber tdp s’ tekanan  mol

menyebar ke sel jur

 tekanan

Tekanan difusi

Defisit Tekanan Difusi

Tujuan: ada kekurangan

mol

A 1 atm

B 0 atm

C N₂ 100%

1 atm

D N₂ 80%

CO₂ 0.03 % O₂ 20 %

1 atm

Faktor-faktor yg mempengaruhi difusi



Suhu, makin tinggi suhu difusi makin cepat



BV makin besar difusi makin lambat



Kelarutan dalam medium, makin besar difusi makin cepat



Beda potensial kimia, makin besar

beda difusi makin cepat

OSMOSIS

Larutan gula

osmosis

air

Larutan gula Nilai

osmosis = tekanan osmosis

air

Larutan gula

air

OSMOSIS BERHENTI BILA ∑ AIR MASUK = ∑ AIR KELUAR

Osmosis is the movement of water molecules from a

region of their higher

concentration to a region of their lower concentration, through a partially

permeable membrane

1. TEKANAN YANG TIMBUL PADA DINDING KANTONG

“TEKANAN OSMOSIS”

2. TEKANAN YANG MENYEBABKAN BERKEMBANGNYA DINDING KANTONG TEKANAN TURGOR”

Lar gula

PADA KONDISI TSB TJD 2 HAL :

TO & DTD tinggi TT belum ada  DTD = TO = 0

SEIMBANG, DTD = 0 TO = TT = 0

DTD = TO - TT

 isi sel yang hidup: suatu larutan dan sistem koloid.

 Dinding sel bersifat permeabel,

 ektoplas (periplas & plasmolema) sifat semipermeabel,

 tonoplas yang menyelimuti vakuola bersifat semipermeabel.

 Sel-sel akar mpy isi yang berkonsentrasi tinggi PADA TANAMAN

KEADAAN TEGANG YANG TIMBUL ANTARA DINDING SEL DENGAN DINDING ISI SEL KARENA MENYERAP AIR DISEBUT TURGOR

TEKANAN YANG DITIMBULKAN DISEBUT TEKANAN TURGOR

PLASMOLISIS

Peristiwa terhisapnya air dalam sel keluar sehingga

menyebabkan volume menyusut, sel mengkerut & protoplas terlepas dari dinding sel

IMBIBISI

MERUPAKAN PENYUSUPAN ATAU PERESAPAN AIR KE DALAM RUANGAN ANTAR DINDING SEL,

SEHINGGA DINDING SELNYA AKAN MENGEMBANG DALAM SEL TUMBUHAN MERUPAKAN ABSORBSI AIR OLEH SENYAWA PEMBENTUK PROTOPLASMA

DAN DINDING SEL

IMBIBISI SEBAGAI HASIL DIFUSI & KAPILARITAS, AIR BERGERAK DARI DAERAH POTENSIAL AIR YANG TINGGI

KE RENDAH

BESARNYA DAYA IMBIBISI DARI SEL DAN JARINGAN TUMBUHAN DINYATAKAN DGN

“POTENSIAL MATRIKS”

air diserap karena bahan padatan pada biji yang mampu mengabsorpsi dan

mengadsorbsi air, selanjutnya dimanfaatkan dalam proses

perkecambahan, imbibisi berlangsung beberapa saat dan selanjutnya absorbsi digantikan oleh proses osmosis

BENDA YANG BERIMBIBISI DISEBUT IMBIBAN IMBIBISI TERJADI PADA BIJI

Potensial air, potensial osmosis, potensial turgor

Potensial kimia air

ukuran kandungan energi air dalam satu system Bila tdp perbedaan potensial kimia air antara dua daerah maka akan terjadi pergerakan air secara spontan, dari daerah dgn potensial kimia air yang lebih tinggi ke daerah dgn potensial

kimia air yang lebih rendah

Faktor yang mempengaruhi potensial kimia air SUHU

IMBIBAN & SOLUT TEGANGAN

Peningkatan tekanan

Potensial kimia

Peningkatan suhu

potensil kimia air Peningkatan log

[solute]

potensil kimia air

Potensial Air ( Water Potential =

 )

Potensial Air (Water Potential =  )

Definisi : jumlah kerja yg dapat dihasilkan bila sebuah molekul air dalam system tersebut

dipindahkan secara isothermal dan berlawanan dr air murni kpd suatu titik dalam system tsb

Ahli fisiologi tumbuhan menggunakan istilah potensial air untuk potensial kimia air

Huruf yunani psi (ψ) digunakan untuk

menyatakan potensial air dari suatu system , dg satuan atm, bar, kal atau joule

Potensial air merupakan alat diagnostic yg dapat menentukan secara tepat keadaan status air

dalam sel atau jaringan tumbuhan

Komponen Potensial air

 = 

_m

+ 

_s

+ 

_p

Ψm : potensial matrik yg merupakan

ikatan molekul-molekul air thd senyawa pembentuk protoplasma dan dinding sel Ψs : potensial solute akibat adanya solute yg terlarut yg kebanyakan tdp dalam

vakuola dan

Ψp: potensial tekanan akibat adanya

tekanan yg timbul dalam sel dan jaringan

Potensial matrik

menyatakan besarnya afinitas adsorpsi air thd senyawa koloid dan permukaan dalam sel tumbuhan (senyawa protoplasma & dinding sel)

 _m bernilai negatif (-)

Potensial solute

Potensial yang dihasilkan oleh adanya bahan terlarut dan disebut sebagai potensial osmotik atau potensial larutan.

Masuknya bahan terlarut ke dalam air

mengurangi konsentrasi air atau tepatnya

aktivitas molekul air  menurunkan potensial air.

Potensial air

+

- 0

Air murni

Larutan pd tekanan atm

Air dibawah tekanan

Larutan di bawah berbagai tekanan

Pengaruh tekanan

Penurunan PA akibat potensial solut

Potensial tekanan

Tekanan turgor besarnya sama dengan

tekanan dinding sel tetapi dengan arah yang berlawanan

meningkatnya tekanan hidrostatik menaikkan potensi air dan dalam hal ini p diberi tanda positip (+)

adanya daya tekan dan peregangan

elastic dari dinding sel

tekanan

hidrostatik dr vakuola

‘TEKANAN TURGOR’

Pengukuran Potensial air

1. Metode Ruang Tekan

http://4e.plantphys.net

2. Metode Chardakov

3. Gravimetric method