Kolaborasi Fisika dan Kimia dalam Proses Fotosintesis.docx

Kolaborasi Fisika dan Kimia dalam Proses Fotosintesis

Oleh: Insyirah Dwi Vidyastami 160332605824 Offering H/S1 Kimia

Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Malang Desember 2016

Trusted by over 1 million members

Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.



Ilmu Pengetahuan Alam (IPA) merupakan suatu ilmu yang kompleks. Dimana IPA mempelajari mengenai kejadian, fenomena dan konflik yang terjadi di alam semesta ini. Seperti yang telah diketahui bersama bahwa kajian IPA dibagi menjadi 3, yaitu: ·

Ilmu Fisika: ilmu yang mempelajari tentang partikel-partikel beserta segala gejala yang terjadi padanya.

·

Ilmu Kimia: ilmu yang mempelajari tentang materi (materi: segala sesuatu yang menempati ruang dan memiliki massa) dan perubahan-perubahan yang ada pada materi tersebut.

·

Ilmu Biologi: ilmu yang mempelajari tentang makhluk hidup dan lingkungannya. Tentunya, sebagai sesama cabang dari Ilmu Pengetahun Alam, baik Ilmu Fisika, Ilmu Kimia maupun Ilmu Biologi memiliki keterkaitan masing-masing. Beberapa fenomena alam berkaitan dengan Fisika dan Kimia, bahkan dalam kehidupan sehari-hari pun kita tidak terlepas dari peristiwa Fisika dan Kimia. Contoh yang paling menrik perhatian adalah proses fotosintesis. Mungkin hal pertama yang kita tangkap dari proses fotosintesis adalah bahwa proses ini selalu berkaitan dengan bidang biologi. Tapi, apabila ditelaan lebih dalam, proses fotosintesis memiliki sisi dimana fisika dan kimia ikut bergabung membangun proses ini. Di dalam tubuh makhluk hidup terjadi proses metabolisme, yaitu seluruh proses biokimia yang berlangsung di dalam tubuh makhluk hidup. Metabolisme terbagi 2 yaitu anabolisme dan katabolisme. Anabolisme merupakan reaksi pembentukan senyawa-senyawa kompleks sedangkan katabolisme merupakan reaksi penguraian senyawa kompleks. Salah satu contoh anabolisme adalah fotosintesis. Kehidupan di bumi digerakkan oleh energi matahari. Kloroplas tumbuhan menangkap energi cahaya yang dikeluarkan oleh matahari dan mengubahnya menjadi energi kimia yang disimpan dalam gula dan molekul organik lainnya.proses seperti ini disebut fotosintesis. Fotosintesis sangat penting karena hampir semua makhluk hidup tergantung pada proses ini. Daun merupakan tempat utama berlangsungnya fotosintesis. Terdapat kirakira setengah juta kloroplas tiap millimeter persegi permukaan daun. Warna daun



organic dan oksigen dari karbondioksida dan air. Dengan menggunakan rumus molekul proses fotosintesis dirangkum dalam persamaan berikut: 6 CO2 + 6 H2O + energi cahaya C6H12O6 + 6 O2 (Campbell Reece & Mitchell, 1974: 181) Fisika mempelajari tentang cahaya. Apakah dalam fotosintesis dibutuhkan cahaya? Tentu saja. Dalam proses fotosintesis, tumbuhan memerlukan cahaya matahari dlam mekanisme reaksi terang. Cahaya merupakan energy dalam bentuk gelombang elektromagnetik. Jarak

Antara

puncak-puncak

gelombang

elektromagnetik

disebut

panjang

gelombang. Panjang gelombnag berkisar antara kurang dari 1 nm sampai 1 km. keseluruhan kisaran radiasi ini dikenal sebagai spektrum elektromagnetik. Walaupun matahari meradiasikan spektrum penuh dari energy elektromagnetik, atmosfer menyaring sebagian besar radiasi untuk tidak sampai ke bumi. Cahaya tampak merupakan spektrum matahari yang sampai ke bumi dan berperan dalam proses fotosintesis. Cahaya tampak yang mempunyai panjang gelombang 680 nm dan 700 nm akan diserap oleh klorofil dan berperan dalam reaksi terang. Cahaya dapat diserap, dipantulkan, dan diteruskan. Di dalam fotosintesis bahan-bahan yang menyerap cahaya disebut pigmen. Pigmen yang berbeda akan menyerap cahaya dengan panjang gelombang yang berbeda, dan panjang gelombang yang diserap akan menghilang. Sebagai contoh, klorofil akan menyerap spektrum yang berwarna merah dan biru, kemudian memantulkan spektrum berwarna hijau sehingga kita melihat daun berwarna hijau. Dalam hal ini berlaku hukum kekekalan energi, bahwa energi tidak bisa diciptakan, juga tidak bisa dimusnahkan. Walaupun warna dari spektrum yang diserap oleh klorofil menghilang, energinya tidak hilang. Energi dari foton yang diserap diubah menjadi energi potensial elektron yang dinaikkan dari keadaan dasar ke keadaan tereksitasi. Apabila pigmen kembali menyerap cahaya maka elektron akan kembali jatuh ke keadaan dasar dan melepaskan kembalu energi dalam bentuk panas dan cahaya (fluoresensi). Dalam fotosintesis berlaku hukum kekekalan energi matahari. Energi radiasi



kompleks lainnya yang tersimpan dalam bentuk senyawa karbohidrat (bahan makanan). Bahan makanan bila dikonsumsi oleh makhluk hidup lainnya akan diubah menjadi energi kinetik, dan begitu seterusnya sebab energy tidak bisa diciptakan juga tidak bisa dimusnahkan. dimusnahkan. Lalu bagaimana dengan kimia? Apa peranan kimia dalam fotosintesis? Dalam fotosintesis berlangsung beberapa reaksi kimia. Prinsip reaksi kimia adalah massa zat sebelum reaksi sama dengan massa zat sesudah reaksi. Secara sederhananya, jumlah suatu atom sebelum reaksi reaksi sama dengan jumlahnya jumlahnya setelah reaksi Yang pertama adalah pada proses penguraian air. Air air. Air yang diserap oleh akar tumbuhan akan diuraikan oleh kloroplas menjadi hydrogen dan oksigen dengan reaksi sebagai berikut: H2O H+ + ½ O2 Kedua adalah pembentukan uap air dan karbohidrat. Uap air terbentuk dari penggabungan atom H+ (produk penguraian air) dengan atom O dari CO2 yang diserap oleh tumbuhan. Sedangkan atom C dari CO 2 akan membentuk karbohidrat. Secara ringkas reaksi penggabungan dari penguraian air dengan penyerapan CO 2 dapat dituliskan sebagai berikut: 6 CO2 + 12 H2O + energi cahaya C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O Dengan menghitung selisih molekul uap air yang dibutuhkan, reaksi di atas dapt juga ditulis: 6 CO2 + 6 H2O + energi cahaya C6H12O6 + 6 O2 Dari reaksi di atas kita kita dapat melihat berlakunya hukum kekekalan massa, yaitu massa zat sebelum reaksi sama dengan massa zat sesudah reaksi. Dalam fotosintesis juga terjadi reaksi redoks.Di dalam proses fotosintesis berlaku proses redoks (reduksi oksidasi). Ketika air terurai, elektron ditransfer bersama dengan ion hidrogen dari air ke karbondioksida dan mereduksinya menjadi gula. Elektron bertabah energi potensialnya ketika berpindah dari air ke gula, kebutuhan energi ini disediakan oleh cahaya. Proses fotosintesis berhubungan dengan sifat elektron . Elektron bisa keluar dari orbitalnya jika diberikan energi. Ketika molekul menyerap suatu foton salah satu



mendorong elektron ke orbital yang energinya lebih tinggi, molekul pigmen dikatakan dalam keadaaan tereksitasi. Fisika dan Biologi sangat berpengaruh pada kehidupan makhluk hidup termasuk tumbuhan. Proses fotosintesis yang selama ini memiliki keterkaitan kuat dengan biologi, ternyata juga memiliki hubungan denga bidang fisika dan kimia. Dengan begitu semua ilmu pengetahuan sebenarnya saling berhubungan satu sama lain. Mereka saling melengkapi dan menjadi satu kesatuan yang harus kita syukuri di dunia ini.



Sumber-sumber : http://literacyofscientific.blogspot.co.id/2014/10/fotosintesis-ditinjau-dari-ilmubiologi.html http://nurendahsusilowati.blogspot.co.id/2015/10/keterkaitan-ilmu-fisika-dankimia.html http://sciencedaily.com

Kolaborasi Fisika dan Kimia dalam Proses Fotosintesis.docx

Recommend Documents