Difusi

Difusi adalah peristiwa mengalirnya/berpindahnya suatu  zat dalam pelarut dari bagian berkonsentrasi tinggi ke bagian yang berkonsentrasi rendah. Difusi akan terus terjadi hingga seluruh partikel tersebar luas secara merata atau mencapai keadaan kesetimbangan dimana perpindahan molekul tetap terjadi walaupun tidak ada perbedaan konsentrasi.

 Contoh peristiwa difusi :

1.      Larutnya kristal gula dalam air, artinya komponen gula mendifusi ke fase cair

2.      Uap air dari cerek yang berdifusi dalam udara.

3.      Difusi yang paling sering terjadi adalah difusi molekuler, Difusi ini terjadi jika terbentuk perpindahan dari sebuah lapisan (layer) molekul yang diam dari solid atau fluida.

4.      Terserapnya zat beracun ke dalam arang

5.      Larutnya oksigen dalam darah

6.      Pada proses fermentasi,nutrisi dan oksigen yang terlarut dalam larutan mendifusi ke mikroorganisme

7.      Pengambilan uranium dari batuan dengan cara ekstraksi menggunakan pelarut organik, misalnya heksana

8.      Penghilangan logam berbahaya dari limbah cair menggunakan absorben

Ada beberapa faktor yang memengaruhi kecepatan difusi, yaitu:

• Ukuran partikel. Semakin kecil ukuran partikel, semakin cepat partikel itu akan bergerak, sehinggak kecepatan difusi semakin tinggi.
• Ketebalan membran. Semakin tebal membran, semakin lambat kecepatan difusi.
• Luas suatu area. Semakin besar luas area, semakin cepat kecepatan difusinya.
• Jarak. Semakin besar jarak antara dua konsentrasi, semakin lambat kecepatan difusinya.
• Suhu. Semakin tinggi suhu, partikel mendapatkan energi untuk bergerak dengan lebih cepat. Maka, semakin cepat pula kecepatan difusinya.

Gambar 2 Proses Difusi

Gambar di atas menunjukkan perpindahan konsentrasi larutan yang lebih tinggi ke konsentrasi larutan yang lebih rendah sampai terjadi keseimbangan dinamis.

Peristiwa difusi pada tumbuhan sangat penting untuk keseimbangan hidup tumbuhan. Karbon dioksida (CO₂) dan oksigen (O₂) diambil oleh tumbuhan dari udara melalui proses difusi. Pengambilan air dan garam mineral oleh tumbuhan dari dalam tanah, salah satunya melalui proses difusi. Difusi zat dari dalam tanah ke dalam tubuh tumbuhan  disebabkan konsentrasi garam mineral di tanah lebih tinggi daripada di dalam sel. Demikian juga gas CO₂ di udara masuk ke dalam tubuh tumbuhan karena konsentrasi CO₂ di udara lebih tinggi daripada di dalam sel tumbuhan. Sebaliknya, O₂ dapat berdifusi keluar tubuh tumbuhan jika konsentrasi O₂ dalam tubuh tumbuhan lebih tinggi akibat adanya fotosintesis dalam sel.

1. Difusi sederhana

Difusi sederhana berarti bahwa gerakan kinetik molekuler dari molekul ataupun ion terjadi melalui celah membran atau ruang intermolekuler tanpa perlu berikatan dengan protein pembawa pada membran. Kecepatan difusi ditentukan oleh : jumlah zat yang tersedia, kecepatan gerak kinetik dan jumlah celah pada membran sel. Difusi sederhana ini dapat terjadi melalui dua cara:

a. Melalui celah pada lapisan lipid ganda, khususnya jika bahan berdifusi terlarut lipid.
b. Melalui saluran licin pada beberapa protein transpor.

Difusi melalui lapisan lipid ganda

Salah satu faktor paling penting yang menentukan kecepatan suatu zat melalui lapisan lipid ganda ialah kelarutan lipid dan zat terlarut. Seperti misalnya kelarutan oksigen,nitrogen, karbon dioksida dan alkohol dalam lipid sangat tinggi,sehingga semua zat ini langsung larut dalam lapisan lipid ganda dan berdifusi melalui membran sel sama seperti halnya dengan difusi yang teradi dalam cairan. Kecepatan zat-zat ini berdifusi melalui membran berbanding langsung dengan sifat kelarutan lipidnya.

Difusi melalui saluran protein

Air tidak dapat menembus lapisan lipid ganda,air dapat menembus membran sel dengan mudah ,molekul ini berjalan melalui saluran protein. Molekul lain yang bersifat tidak larut dalam lipid dapat berjalan melalui saluran pori protein dengan cara yang sama seperti molekul air jika ukuran molekulnya cukup kecil. Semakin besar ukurannya, kemampuan penetrasinya menurun secara cepat. Saluran protein dibedakan atas dua sifat khas :
a. Saluran ini bersifat permeabel selektif terhadap zat.

b. Saluran ini dapat dibuka dan ditutup oleh gerbang.

Sebagian besar saluran protein bersifat sangaet selektif untuk melakukan transpor satu atau lebih ion atau molekul spesifik. Ini akibat dari ciri khas saluran itu sendiri seprti diameternya,bentuknya dan jenis muatan listrik di sepanjang permukaan dalamnya. Salah satu contoh saluran yang paling penting yaitu saluran natrium,permukaan dalam saluran ini bermutan negatif kuat. Muatan negatif ini menarik ion natrium kedalam saluran kemudian ion natrium ini berdifuisi kedalam sel. Saluran natrium ini secara spesifik bersifat selektif untuk jalannya ion-ion natrium. Sebaliknya terdapat serangkian saluran protein yang bersifat untuk transpor kalium. Saluran ini berukuran lebih kecil dari pada saluran natrium dan tidak bermuatan negatif,sehingga tidak mempunyai daya tarik kuat untuk menarik ion-ion agar masuk kedalam saluran. Karena ukurannya yang kecil hanya dapat dilalui oleh ion kalium,sehingga ion kalium dengan mudah berdifusi keluar sel.
Gerbang saluran protein. Tujuan gerbang saluran protein ini untuk mengtur permeabitas saluran. Dalam hal saluran natrium, pembukaan dan penutupan ini terjadi pada bagian luar saluran dari membran sel. Sedangkan pada saluran kalium, terjadi pada bagian dalam ujung saluran. Pembukaan dan penutupan gerbang diatur dalam dua cara:
a. Voltase gerbang

Pada saat terdapat muatan negatif kuat pada bagian dalam membran sel,gerbang natrium dibagian luar akan tertutup rapat, sebaliknya bila bagian dalam membran keilangan muatan negatifnya,gerbang ini akan akan terbuka secara tiba-tiba sehingga memungkinkan sejumlah besar ion natrium mengalir masuk melalui pori-pori natrium. Pada gerbang kalium akan membuaka bila bagian dalam membran sel menjadi bermuatan positif.
b. Gerbang kimiawi

Gerbang saluran protein akan terbuka karena mengikat molekul lain dengan protein,hal ini akan menyebabkan perubahan pada molekul protein sehingga gerbang akan terbuka atau tertutup. Contohnya efek saluran asetilkolin.(di bicarakan pada sistem saraf).


2. Difusi dipermudah

Disebut juga dengan difusi diperantarai pembawa,artinya pembawa akan mempermudah difusi zat ke sisi lain. Zat –zat paling penting yang melintasi proses difusi yang dipermudah ialah glukose dan sebagian besar asam-asan amino. Molekul pembawa akan mentraspor glukose atau monosakarida lainya ke dalam sel. Insulin dapat meningkatkan kecepatan proses difusi ini sebesar 10 sampai 20 kali lipat. Ini adalah mekanisme dasar yang digunakan insulin untuk mengatur pemakian glukose dalam tubuh.

Faktor yang mempengaruhi difusi:

1. Suhu, makin tinggi difusi makin cepat

2. BM makin besar difusi makin lambat

3. Kelarutan dalam medium, makin besar difusi makin cepat

4. Perbedaan Konsentrasi  Makin besar perbedaan konsentrasi antara dua bagian, makin besar proses difusi yang terjadi.

5. Jarak tempat berlangsungnya difusi Makin dekat jarak tempat terjadinya difusi, makin cepat proses difusi yang terjadi.

6. Area Tempat berlangsungnya Difusi Makin luas area difusi, makin cepat proses difusi.