Laporan Biofisika II

LAPORAN PRAKTIKUM BIOFISIKA POTENSIAL MEMBRAN PERTUKARAN ION

Nama

: Bagas Susilo

NIM

: 14083050!

Ta"ggal Ta"ggal

: 30 Ma#$% 015

K$lom&o'

:

Nama ama A"g A"ggo go%a %a

: (u (u)is )is A%mi %mi La# La#as as Eli*a +$li" Na)ia, Ma#),a%illa, -$.a"i

/URUSAN BIOLOI FAKULTAS MATEMATIKA -AN ILMU PENETAUAN ALAM UNI2ERSITAS U-A(ANA

I

TU/UAN -AN OB/EK PEROBAAN Untuk mencari ketergantungan dari potensial yang ditimbulkan melalui membrane

yang memisahkan dua larutan ionic pada konsentrasi ion-ion. II

-ASAR TEORI

Membran potensial merupakan potensial yang diakibatkan oleh adanya perbedaan muatan pada sisi dalam dan sisi luar membran sel. Membran potensial sangat berperan  penting dalam berbagai fungsi sel seperti sel kelenjar, hantaran saraf dan lain sebagainya. Proses yang berperan pada potensial adalah difusi, transport aktif dan kebocoran Na dan K  melalui membran. Terdapat  kondisi potensial membran, yaitu aksi potensial dan resting membran !masa istirahat membran". #itinjau dari sistem dimana sebuah membran memisahkan dua larutan yang mengandung ion pada konsentrasi yang berbeda. $radien-gradien dalam potensial elektrokimia akan membentuk fluks-fluks ion melalui membrane dan ini akan memba%a  pembentukan potensial listrik diantara dua larutan, seperti ditunjukan pada $ambar &.&.

$ambar &.&. 'ebuah membran memisahkan larutan #apat dianalisa hal yang khusus, dimana larutan & dan  mengandung ion-ion K( #)N Na( dan *l- , dan membran dapat ditembus oleh ion-ion K( #an Na- tetapi tidak anion. Untuk menentukan perbedaan potensial listrik yang terbentuk melalui membran !membran potensial" dimulai dengan persamaan Nernst-Planck untuk ion-ion K( dan Na(.

J  K =−e D K 

2

d C  K  dx

e  D K  −

kT 

C  K 

d Ψ  dx

)rus listrik total melalui membran

J = J  K + J  Na ( 1.3 )

( 1.1 )

J  Na =−e D Na

2

d C  Na dx

e  D Na −

kT 

C  Na

d Ψ  dx

( 1.2 )

Membran juga mempunyai kapasitas dan bila arus mengalir, kapasitor menjadi bermuatan dan perbedaan potensial meningkat. +ila membran potensial konstan, arus harus nol, sehingga

J = J  K + J  Na= 0

ika

Ψ  -Ψ'  konstan ! untuk medium & dan / untuk medium " J  K  + J  Na

#engan menggunakan kondisi

 0, dapat ditulis1

2

2

d C  e  D K  d C  e  D Na d Ψ  d Ψ  −e D K   K  − −e D Na  Na − =C  C  K  C  Na dx kT  dx dx kT  dx

atau 2

d −e D K C  K − e D Na C  Na )= e  ( D K  C  K + D Na C  Na )  d Ψ   ( dx kT  dx

#apat ditulis sebagai

−d

 ( D K  C  K + D Na C  Na ) e d Ψ  dx = ( 1.4 ) ( D K  C  K + D Na C  Na ) kT  dx

2kspresi ini dapat diintegralkan dengan bentuk

 persamaan !&.3" didapat

− ¿ ( D K C  K + D Na C  Na )= e Ψ + konstan (1.5 ) kT 

$unakan syarat batas1 ' 

❑

❑

Ψ =Ψ  C  K =C  K ' C  Na= C  Na ' 

∫

d y dx = ln  y + konstan , sehingga  y

❑

' 

❑

Ψ =Ψ  ' C  K =C  K ' '  C  Na =C  Na' ' 

¿

( D K  C ' '  K + D Na C ' '  Na ) −e ( ' '  ' ) = Ψ  −Ψ  ( 1.6 ) ( D K  C ' '  K + D Na C ' '  Na ) kT 

)tau

−kT  ( D K  C ' '  K + D Na C ' '  Na ) ( ''  ∈ = Ψ  −Ψ ' ) = ΔV  ( 1.7 ) e ( D K  C '  K + D Na C '  Na) 4ni adalah hal yang biasa untuk mendefinisikan sebuah permeabilitas membran untuk setiap ion. +ila1

 P K =

 D K  δ 

diamana

P Na =

 D Na δ 

δ   adalah ketebalan membran. 'ehingga potensial membran didapat dari1

( Ψ ' ' −Ψ ' )= −kT  ∈ (

 D K  C ' '  K  + D Na C ' '  Na )

( D K  C '  K  + D Na C '  Na )

e

konsentrasi kg Mol per

C  K 

m

( 1.8)

 dan can adalah ion-ion per

m

3

. ika konsentrasi diekspresikan dalam

3

 potensial membran didapat dari1

( Ψ ' ' −Ψ ' )= − RT ∈ (

 D K  C ' '  K + D Na C ' '  Na )

 F 

( D K C '  K + D Na C '  Na)

(1.9 )

ika membran juga permeable terhadap ion !*l -", arus total didapat dari1 J = J  K + J  Na + J Cl

' ' 

Ψ 

#alam keadaan stabil

−Ψ ' 

 konstan

J  K  + J  Na + J Cl= 0

'etiap arus ionic didapat dari1 2

d C  K  e  D K  d Ψ  − J  K =−e D K  C  K  dx kT  dx

J  Na =−e D Na

2

d C  Na dx

e  D Na −

kT 

C  Na

d Ψ  dx

2

d C Cl e  D Cl d Ψ  − J Cl =−e DCl C Cl dx kT  dx

#apat diasumsikan bah%a d Ψ  = konstan ( asumsi medan konstan ) dx

#engan asumsi medan konstan maka mungkin untuk memecahkan persamaan bergan Nernst Planck. 5asilnya adalah

[

]

' '  ' '  ' '  − RT   P K C   K + P Na C   Na + PCl C  Cl ( Ψ  −Ψ  )= ( 1.10 ) ∈ '  '  '   F   P K  C  K + P Na C  Na + P Cl C  Cl ' ' 

' 

III

PERALATAN -AN BAAN (AN -IUNAKAN &. +ilik membran pertukaran ion . #ua buah elektroda kolomel 6. 'el-sel membran 3. Mili7oltmeter  8. 9arutan K*9

I2

PELAKSANAAN PEROBAAN

:angkailah percobaan seperti yang ditujukan pada gambar.

#engan menggunakan 0,& mM K*l pada sisi ke &, sel dipasang dengan 0,&1 0,61 &1 601 &001 6001 &000 mM K*l pada sisi kedua dan lakukan pengukuran beda  potensial sebagai berikut; &.
2

ASIL PENAMATAN6PEROBAAN

 No. &  6 3 8

2I

+ilik-& K*l !mM" 0,& 0,& 0,& 0,& 0,&

+ilik- K*l !mM" 0,& 0,6 &,0 60,0 &00,0

ANALISA -ATA -AN PEMBAASAN 2I1 A"alisa -a%a =4.&.& $:)?4K

+eda Potensial !m="

+eda Potensial !m=" >0 30 0 > 

>0

-

80

-

30

-

60

-

0

-

&0

K*l !mM" 0,& 0,6

&,0

60,0

&00,0

=4.&. P2:54TUN$)N #iketahui 1 Mr K*l  @3,8> grAmol Molaritas  0,& m  0,& molAliter  Pelarut  &00 m9 #itanya a%ab

1 Massa K*l ... B 1

 M =

 Massa KCl 100 × 1000  Mr KCl  Massa KCl

0,1 mol / liter =

74,56

×

100 1000

 Massa KCl =7,456 r / liter × 0,1 liter  Massa KCl =0,7456 ram

#engan cara yang sama diperoleh 1  No

Mr K*l

Konsentrasi

Pelarut

Massa K*l

&. . 6. 3. 8.

!grAmol" @3,8> @3,8> @3,8> @3,8> @3,8>

! molAliter " 0,& 0,6 & 60 &00

! 9iter " 0,& 0,& 0,& 0,& 0,&

! gram" 0,@38> ,6>C 0,00@38> 0,6>C 0,@38>

2I P$ma,asa" #ari grafik, dapat diketahui bah%a semakin besar perbedaan konsentrasi mol pada

larutan yang digunakan, semakin besar pula beda potensial yang ditimbulkan. 'emakin besar  7olume K*9 yang digunakan maka beda potensialnya semakin kecil.5al ini dikarenakan konsentrasi mol larutan sangat berpengaruh dalam menjaga kenetralan muatan listrik. #alam percobaan ini, dilakukan @ kali percobaan dengan menggunakan  konsentrasi yang berbeda - beda pada masing D masing bilik setelah diukur selama & menit, didapatkan hasil yang menunjukkan perbedaan pada masing D masing campuran bilik  tersebut. Pada praktikum yang telah dilakukan, kami mengalami beberapa kendala saat  praktikum. Kendala tersebut seperti kesulitan dalam penggunaan alat D alat yang tersedia di laboratorium dan ketidaktepatan alat dalam mengukur beda potensial maupun berat benda. 2II KESIMPULAN &. 'emakin besar konsentrasiA7olume K*9 yang digunakan, maka beda potensialnya

semakin besar pula. 5al ini disebabkan karena ion-ion K (  dan *l- yang terurai semakin banyak. . $ambar grafik tidak sesuai dengan teori yang telah ada, hal ini terjadi karena  praktikan kurang hati-hati dalm melakukan pengukuran maupun dalam melakukan  percobaan

-AFTAR PUSTAKA

?atma%ati,

#ian.0&9aporan

Praktikum

2lektroanalisis

4on

'elektif

http1AAdianjinki.blogspot.comA0&A08Alaporan-praktikum-elektroanalisis-ion.html. Kimia ?M4P) ember. ember  !diakses tanggal 8 )pril 0&8"

2lektroda. urusan

Putra, dkk . 0&8. Modul Praktikum Biofisika. urusan +iologi ?M4P) Udayana. +ukit )nonim. 0&6. Potensial )ksi. http1AAid.m.%ikipedia.orgA%ikiAPotensialEaksi. !#iakses tanggal 8 )pril 0&8".

LAMPIRAN