Difusi Adalah: Pengertian, Contoh, Fungsi, Jenis & Faktor

Pengertian difusi

Difusi adalah proses pergerakan partikel, molekul, ion, gas, atau cairan dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah hingga tercapai keseimbangan (equilibirium).

Difusi sering terjadi pada gas (gases) dan cairan (liquids) karena partikel atau molekul mereka bergerak acak (randomly) dari tempat ke tempat menyesuaikan dengan wadah atau tempatnya.

Peristiwa difusi sering kita alami ketika membuka botol parfum. Dimana molekul gas parfum akan segera menyebar ke dalam ruangan dan masuk ke dalam sel sel sensor yang terletak di hidung kita (sebagai indera penciuman).

Gas Parfum tersebut berdifusi lingkungan sekitarnya sehingga apabila tidak ditutup botol parfum tersebut, maka akan mengakibatkan parfum menjadi habis karena berusaha menyeimbangkan dengan jumlah gas parfum yang ada pada ruangan.

Secara lebih luas. Pengertian difusi adalah segala hal yang berpindah dari daerah konsetrasi tinggi (higher concentration) ke daerah konsentrasi rendah (lower concentration). Oleh karena itu, istilah difusi selain ditemukan di Biologi, juga digunakan di ilmu kimia, fisika, sosiologi, ekonomi dan ilmu keuangan. Hal ini sesuai dengan asal kata difusi yaitu diffundere (latin) yang berarti “To spread out” atau menyebar keluar.

Poin utama dari difusi adalah objek itu sendiri. Jadi ketika objek tersebut (yang dapat berdifusi) berada di tempat/lokasi yang konsentrasi objek tersebut rendah, maka akan terjadi difusi dari wadah objek ke tempat/lokasi tersebut.

Poin penting selain objek itu sendiri adalah tidak secara keseluruhan langsung berpindah, melainkan terjadi secara bertahap atau gradiasi, yang biasa disebut gradual movement. Hal ini tentu terjadi karena adanya gradien konsentrasi sebagai sumber energi potensial yang menyebabkan perpindahan atau difusi tersebut.

Ketika ada sumber energi lain yang mendorong difusi tersebut, maka disebut difusi terbantukan atau lebih spesifik kepada bulk flow atau perpindahan konsentrasi secara besar akibat adanya tekanan gradien, contohnya pada air ledeng.

Difusi pada biologi (kecuali difusi terbantukan) sering kita bahas pada transpor membran sel yaitu pada bagian transpor pasif membran sel sebagai bagian transportasi sel untuk zat zat yang dibutuhkan dan tidak dibutuhkan. Contohnya transportasi O2 ke dalam sel dan CO2 ke luar sel.

Dalam biologi, difusi disebut transpor pasif karena tidak menggunakan ATP atau Energi sel dalam melangsungkan prosesnya.

Contoh peristiwa difusi sederhana dapat kita amati pada penambahan gula pada susu tawar sehingga gula akan larut dan molekul gula akan menyebar secara merata ke seluruh bagian susu dalam gelas tersebut. Sehingga ketika kita menyendok susu, dimanapun kita sendok, susu nya tetap berasa manis yang sama dengan bagian yang lain.

Difusi adalah lawan dari osmosis. Dimana pengertian osmosis adalah peristiwa perpindahan zat pelarut dari konsentrasi rendah (lower concentration) ke konsentrasi tinggi (higher concentration). Perlu teman teman titik beratkan pada poin “Zat pelarut” pada peristiwa osmosis. Jadi, Osmosis dalam ketika terjadi pada sel, itu lebih utama kepada cairannya, bukan zat terlarutnya. Contoh utama osmosis terjadi air yang menjadi pelarut, jadi yang berpindah adalah airnya sehingga terjadi isotonik.

Dalam cairan atau liquid, dikenal beberapa istilah untuk konsentrasi larutan yaitu:

• Larutan Hipotonik
• Larutan Hipertonik
• Larutan Isotonik

Larutan hipotonik adalah larutan yang konsentrasi zat terlarut lebih rendah. Contohnya ketika kita meletakkan sel tumbuhan ke dalam larutan gula yang manis, apabila kita mengambil objek gula, maka larutan hidroponik adalah sitoplasma sel tumbuhan tersebut.

Larutan hipertonik adalah larutan yang konsentrasi zat terlarut lebih tinggi. Contohnya sama dengan yang diatas, artinya larutan gula dalam wadah tersebut bersifat hipertonik dibandingkan dengan sitoplasma sel tumbuhan tersebut.

Larutan Isotonik adalah larutan yang konsentrasi zat terlarut yang sama. Terjadi equilibirium atau keseimbangan pada keduanya.

Tekanan osmotik adalah sifat koligatif yang berarti bahwa sifat ini bergantung pada konsentrasi zat terlarut total dan bukan pada banyaknya jenis zat terlarut. Contoh proses osmosis tersebut adalah air laut yang mengandung banyak jenis zat selain Na dan Cl mengalami osmosis pada larutan gula (larutan yang hanya satu jenis saja)

Dalam contoh gula diatas, perlu teman teman ingat bahwa gula/glukosa termasuk molekul yang cukup besar sehingga pada sel hewan dan sel tumbuhan yang terjadi secara utama adalah osmosis. Adapun terjadi difusi karena terjadi difusi terbantukan / difusi terfasilitasi yang akan kita pelajari lebih detail pada bagian jenis jenis difusi.

Difusi pada sel lebih sering dapat terjadi pada molekul yang berukuran kecil. Hal ini karena sifat membran sel yang selektif permeable. Oleh karena itulah, dalam mempelajari difusi dalam biologi sel, kita lebih sering menemukan gas, dan ion. Untuk molekul besar seperti glukosa dan asam amino ketika terjadi secara difusi akibat adanya pembantu yang biasa disebut difusi yang dipermudah.

Pada materi kali ini kita lebih fokus pada difusi dalam biologi atau difusi pada sel termasuk sel hewan dan sel tumbuhan.

Adapun faktor yang mempengaruhi difusi termasuk kecepatan difusi, akan kita bahas di bagian selanjutnya. Silahkan teman teman lihat di Daftar Isi.

Jenis dan Fungsi Difusi

Secara mendasar, ada dua jenis difusi pada sel hewan dan tumbuhan khususnya yang terjadi pada membran sel yaitu:

• Difusi langsung
• Difusi dipermudah.

Difusi Langsung

Difusi langsung adalah difusi yang terjadi pada partikel atau molekul hidrofobik (tidak berpolar) yang berukuran kecil. Partikel partikel seperti ini akan langsung berdifusi tanpa membutuhkan energi dan bila langsung melewati membran sel.

Oleh karena itu disebut difusi langsung. Contoh difusi langsung terjadi pada pertukaran gas O2 dan CO2 pada sel manusia.

Difusi Terfasilitasi/dipermudah

Difusi dipermudah adalah difusi yang dibantu oleh protein spesifik pada membran sel karena molekul atau zat tersebut bersifat polar ataupun berukuran cukup besar sehingga tidak mampu berdifusi langsung ke dalam sitoplasma.

Difusi dipermudah atau difusi terfasilitasi juga terbagi menjadi dua yaitu:

• Difusi yang dipermudah oleh saluran protein (protein channel), yang merupakan metode difusi yang difasilitasi oleh protein integral pada membran sel. Difusi dengan saluran protein (protein channel) ini terjadi pada molekul polar yang besar seperti asam amino, glukosa dan ion ion seperti K+, Na+, Cl-. Molekul molekul ini biasanya tertahan dan tidak dapat menembus membran sel, akan tetapi dengan adalah saluran protein, peristiwa difusi dapat terjadi

• Difusi yang dipermudah oleh protein transpor adalah difusi yang menggunakan protein carrier atau protein pembawa untuk membawa molekul yang akan dipindahkan melalui saluran protein (protein channel) pada membran sel. Protein transpor ini dapat berubah bentuk (khususnya daerah pelekatan) ketika mengikat dan melepas molekul yang akan dibawah nya. Difusi terbantukan atau terfasilitasi ini juga sering digunakan untuk mengangkut asam amino dan glukosa.

Kedua jenis difusi tersebut bersama sama membuat kebutuhan kebutuhan mendasar bagi sel dapat terpenuhi.

Fungsi Difusi

Dalam biologi, difusi mempunyai fungsi dan peranan yang penting dalam kehidupan makhluk hidup. Semua jenis sel, baik itu sel tumbuhan, sel hewan, protista dan bakteri sangat membutuhkan difusi.

Difusi ini berperan penting dalam transportasi molekul molekul kecil yang dibutuhkan dan molekul molekul kecil yang tidak dibutuhkan oleh sel. Tanpa adanya difusi, energi sel yang harus digunakan akan sangat besar.

Sebagai contoh fungsi difusi, oksigen bagi sel aerobik (sel yang membutuhkan Oksigen) seperti sel tumbuhan dan sel hewan dibutuhkan dalam jumlah yang tidak sedikit dan secara berkelanjutan. Selain memasukkan Oksigen ke dalam sel melalui difusi, CO2 atau karbondioksida pun dikeluarkan sebagai zat buangan metabolisme sel. Tanpa difusi, ini akan sangat menghabiskan ATP sel hewan dan sel tumbuhan.

Hal ini patut disyukuri sebagai salah satu keagungan Tuhan Yang Maha Esa dalam menciptakan membran sel yang selektif permeabel sehingga molekul molekul non polar dan kecil yang terbukti sangat penting bagi kehidupan dapat berdifusi tanpa harus menggunakan energi seluler.

Dalam kehidupan sehari hari, fungsi difusi juga sebagai penyebaran zat zat gas untuk mengharumkan ruangan ataupun menghilangkan bau. Ruangan yang disemprotkan pengharum ruangan, walaupun kita hanya menyemprot tepat di depan pintu kamar, seluruh bagian kamar akan sama harumnya dengan bagian lain pada kamar kita. Hal ini karena molekul pengharum tersebut berdifusi sehingga molekul parfum tersebar secara merata di dalam kamar kita.

Fungsi difusi yang sederhana sebagai penyebaran zat terlarut yang berguna contohnya pada saat menambahkan gula pada minuman atau menambahkan garam pada sayuran. Gula tersebut akan berdifusi secara merata pada larutan dalam gelas sehingga seluruh bagian menjadi sama manisnya.

Begitu pula dengan garam yang dicampurkan ke dalam semangkok sayur, sayur tersebut setelah diaduk akan sama asinnya dengan bagian lainnya, jadi tidak ada bagian yang terlalu asin dan bagian yang terasa hambar.

Jadi bila kita ringkas, berikut beberapa fungsi difusi

• Menjadi transportasi zat zat pada sel secara pasif, tanpa menggunakan energi seluler, contohnya ATP.
• Mengurangi pengunaan energi seluler dalam mengangkut molekul polar sdan besar melalui difusi terfasilitasi (facilitated difuse).
• Membantu penyebaran zat terlarut sehingga terbentuk larutan isotonik (sama konsentrasi zat terlarutnya).
• Berperan penting dalam metabolisme sel

Macam Macam Difusi

Ada beberapa macam difusi berdasarkan jenis zat atau bentuk atau keadaan zatnya, yaitu:

1. Difusi cair
2. Difusi padat
3. Difusi gas

Difusi Cair

Difusi cair adalah difusi yang terjadi pada zat yang keadaanyan cair seperti air. Air pada membran sel pada dasarnya dapat disebut sangat sulit untuk berdifusi secara langsung ke dalam sel. Difusi yang dibantukan oleh saluran protein adalah cara difusi air pada membran sel makhluk hidup.

Nama saluran protein terjadinya difusi air adalah aquaporin. Dengan adanya aquaporin ini, air dapat melalui membran sel dan masuk ke dalam sitoplasma. Air pun dapat mengalami osmosis, yaitu melawan gradien konsentrasi, atau dari konsentrasi rendah ke konsentrasi tinggi. Hal ini karena air pada peristiwa osmosis merupakan zat pelarut, bukan zat terlarut.

Difusi Padat

Difusi padat terjadi pada molekul molekul selain air seperti gula dan asam amino. Molekul gula dapat berdifusi ke dalam ataupun keluar sel melalui saluran protein yang ada pada membran sel. Contoh sederhana peristiwa difusi padat adalah pembuatan manisan.

Mangga yang kecut ketika direndam dalam larutan gula akan menjadi manisan karena gula yang terdapat pada larutan gula masuk ke dalam sel sel buah mangga sehingga membuat mangga tersebut manis. Tentu saja difusi ini akan sulit tercapa dalam waktu yang singkat. Makanya dalam membuat manisan biasanya ber jam jam ataupun hingga harian.

Difusi Gas

Difusi gas terjadi pada molekul molekul gas yang ringan dan kecil. Gas gas yang mempunyai konsentrasi lebih tinggi dibandingkan dengan konsentrasi gas tersebut di dalam sel akan mengakibatkan gas tersebut berpindah dan masuk ke dalam sel.

Contoh sederhana adalah perpindahan oksigen dari lingkungan paru paru masuk ke dalam aveolus dan kemudian bertukar dan masuk ke dalam pembuluh darah. Dikarenakan kondisi darah yang melalui alveoulus paru paru itu konsentrasi oksigennya rendah (darah dari aliran arteri pulmonalis mengandung banyak CO2), maka oksigen yang berada di alveolus akan berdifusi dan masuk ke dalam pembuluh darah.

Sebaliknya, konsentrasi CO2 atau karbondioksida pada alveolus paru paru lebih rendah maka CO2 pada pembuluh darah arteri pulmonalis akan berpindah dan masuk ke dalam paru paru untuk kemudian dibuang keluar (proses ekspirasi paru paru).

Faktor Faktor Yang Mempengaruhi Difusi

Berikut beberapa faktor yang mempengaruhi difusi:

1. Suhu (temperatur), semakin tinggi suhu suatu larutan, umumnya akan meningkatkan energi kinetik yang ada pada molekul molekul tersebut. Hal ini akan semakin meningkatkan kecepatan difusi zat, baik itu zat padat, zat cair, apalagi zat gas.
2. Berat molekul berbanding terbalik dengan kecepatan difusi. Massa jenis molekul yang besar akan berdifusi lebih lambat dibandingkan dengan molekul dengan massa jenis ringan.
3. Kelarutan zat dalam pelarut. Semakin larut suatu zat maka difusi semakin mudah dan cepat. Contohnya difusi pada ion ion.
4. Perbedaan konsentrasi juga merupakan faktor yang mempengaruhi difusi. Semakin besar perbedaan konsentrasi semakin besar pula kecepatan difusi
5. Jarak perpindahan dan berlangsungnya difusi juga merupakan faktor yang mempengaruhi kecepatan difusi. Semakin jauh jaraknya, maka semakin lambat. Jadi berbanding terbalik yah
6. Area tempat berlangsungnya difusi juga menjadi faktor penentu kecepatan difusi. Semakin luas area terjadinya difusi maka semakin cepat difusi tersebut. Semakin sempit maka akan semakin lambat difusi.

Dalam sumber lain dijelaskan bahwa faktor faktor yang mempengaruhi difusi adalah

1. Ukuran partikel (Particle size), ini berbanding terbalik dengan kecepatan difusi. Ukuran partikel yang besar akan mempunyai kecepatan difusi yang lebih lambat pula dibandingkan dengan ukuran partikel yang kecil. Semakin kecil partikel tersebut, semakin cepat dan menyebar difusi yang terjadi. Lihat saja pada difusi gas.
2. Ketebalan Membran / Pelapisan (Thickness of membrane) juga merupakan faktor penentu kecepatan. Semakin tebal dan semakin kompleks membran tersebut, semakin sulit pula untuk terjadi difusi. Semakin tipis maka semakin cepat difusi terjadi.
3. Suhu (Temperature) merupakan faktor yang berbanding lurus dengan kecepatan difusi. Ketika suhu meningkat, kecepatan difusi akan meningkat. Ketika suhu menurun, kecepatan difusi pun menurun.
4. Jarak (distance) difusi, hal ini merupakan faktor yang berbanding terbalik dengan kecepatan difusi. Ketika jarak difusi semakin jauh, maka kecepatan difusi semakin lambat. Hal ini sering terjadi ketika membran tersebut tebal sehingga dibutuhkan jarak yang lebih jauh.
5. Luas area difusi, ini merupakan faktor yang berbanding lurus. Semakin banyak area kontak terjadinya difusi, tentu akan meningkatkan laju difusi.
6. Pengadukan / Gaya eksternal juga merupakan faktor yang mempengaruhi difusi. Ketika kita mengaduk larutan, kecepatan difusi akan semakin cepat. Ketika tidak tidak diaduk, difusi akan lebih lambat dibandingkan ketika diaduk.

Permeabilitas dan Semi Permeabilitas

Dua kata diatas berhubungan erat dengan proses difusi dan osmosis. Pengertian permeabilitas adalah sifat suatu membran atau lapisan dalam untuk ditembus oleh zat lain. Jadi dalam hal ini, kemudahan membran atau lapisan untuk ditembus baik itu keluar ataupun masuk disebut permeabilitas. Ukuran permeabilitas sendiri diukur berdasarkan banyaknya zat berbanding waktu dalam melewati membran.

Membran sel makhluk hidup khususnya sel hewan dan sel tumbuhan mempunyai sifat permeabel dan impermeabel. Dengan kata lain, ada zat yang mampu menembus membran sel dan ada pula yang tidak bisa menembus membran sel dengan mudah khususnya dengan jalan difusi (transportasi pasif).

Karena sifatnya yang permeabel untuk beberapa zat dan impermeabel untuk beberapa zat, maka membran sel disebut semi permeabel atau memilah milah zat yang dapat berdifusi langsung ataupun terfasilitasi dan zat yang tidak boleh berdifusi atau transportasi pasif.

Zat zat yang impermeabel tapi dibutuhkan sel maka akan dimasukkan dengan jalan transpor aktif yang menggunakan energi seluler yaitu ATP. Adapun memang zat zat yang hanya mampu menembus membran sel dengan jalan merusak membran sel tersebut.

Contoh Difusi dan Contoh Osmosis

Difusi terjadi dalam keseharian kita, baik sadar ataupun tidak sadar. Difusi selain terjadi pada makhluk hidup juga merupakan peristiwa fisikawi dan kimiawi. Berikut beberapa contoh difusi dan contoh proses difusi beserta contoh osmosis pada kehidupan sehari hari.

1. Pemberian gula pada larutan susu tawar, seiring waktu dan dengan pengadukan, susu tersebut akan manis.
2. Ketika kita kentut, gas kentut akan berdifusi ke ruangan kita berada dan menimbulkan bau, secara bertahap yang paling bau adalah yang terdekat dari kita hingga semakin lama gas kentut tersebut akan tersebar secara merata ke ruangan dan akhirnya tidak akan bau lagi karena sudah berkurang konsentrasinya gasnya dibandingkan pada awal kentut.
3. Potongan kentang yang direndam dalam larutan garam akan mengakibatkan ion ion garam akan berdifusi ke dalam sel sel kentang (amilum dalam hal ini), dan selanjutya air dalam sel kentang akan berosmosis menuju larutan air garam.
4. Tebu yang direndam pada larutan air gula yang pekat akan mengakibatkan tebu yang sudah manis menjadi lebih manis. Hal ini karena terjadi difusi gula dari larutan ke gula ke dalam sel sel batang tebu. Selain itu, juga terjadi osmosis air pada sel sel tebu berpindah ke larutan gula.

Silahkan perhatikan gambar dibawah ini tentang contoh difusi dan proses difusi serta contoh osmosis dan proses osmosis.