KOLOID : KOMPONEN KHAS PROTOPLASMA

       Protoplasma itu unik, bukan hanya karena terdiri dari molekul yang sangat khusus dan sangat kompleks, tapi juga karena sifat fisiknya. Karena sangat kental, protoplasma nampak seperti puding gelatin atau kadang seperti lem. Sifat fisik protoplasma ditentukan oleh daerah antar-permukaan yang sangat luas antara beberapa molekul khusus, terutama protein dan larutan protoplasma tempat protein berada. Berbagai reaksi kehidupan dikatalisis di daerah antar-permukaan enzim. Tanah juga dicirikan oleh daerah antar-permukaan yang amat besar antara partikel tanah liat (beserta sedikit debu dan pasir) atau patikel humus dengan bahan lain di sekitarnya. Teknologi banyak mengambil manfaat dari sistem seperti ini, misalnya, pada bahan pelunak air, pengalih katalitik, dan banyak penggunaan lainnya.

Yang penting dalam penentuan sifat fisik protoplasma ialah membran dan partikel yang terlalu kecil untuk dapat ditarik oleh gravitasi tapi lebih besar daripada atom, sejumlah molekul kecil, serta ion yang membentuk partikel linarut sejati. Bila partikel yang lebih besar dimasukkan ke dalam air, kadang terbentuk semacam lem, sehingga bahan tersebut dinamakan koloid. Kata tersebut berasal dari kata Yunani kolla yang berarti lem.

Mengapa koloid tidak mengendap ? Karena mereka terus menerus berbenturan dengan partikel sekitarnya, yaitu molekul air yang jauh lebih kecil dan bergerak dengan cepat. Molekul air sangat kecil sehingga kecepatan acaknya bisa tidak seimbang. Pada saat tertentu, ada peluang besar sebuah partikel koloid ditabrak lebih kuat di satu sisi daripada di sisi lainnya. Bila partikel koloid diamati di bawah mikroskop cahaya dengan penyinaran kuat dari salah satu sisi, akan terihat bitnik cahaya (efek Tyndall, yang pertama kali ditemukan oleh John Tyndall, 1820-1893). Semua bitnik tersebut tampak menari berputar putar disertai banyak perbenturan acak setiap detiknya. Partikel yang paling besar (paling terang) kurang lincah dibandingkan dengan partikel yang lebih kecil (lebih gelap).

Itulah gerak Brown, yang ditemukan oleh seorang ahli botani berkebangsaan Skotlandia, Robert Brown, pada tahun 1827. Peristiwa tersebut merupakan wujud dari teori kinetika yang amat indah, bahkan menakjubkan. Gerak tak beraturan dan terus menerus ini menahan koloid untuk tidak diam. Sesungguhnyalah, dapat kita gambarkan partikel koloid sebagai partikel bukan linarut sejati, yang terlalu kecil untuk tetap tinggal dalam suspensi, karena adanya gerak Brown. Partikel yang agak lebih besar lebih banyak memiliki peluang untuk berbenturan secara acak di segala sisi, sehingga akan mendekati nilai rerata untuk keseluruhan partikel. Tapi, perbenturan kinetik kalah dibandingkan dengan gravitasi, sehingga partikel itu mengendap.

Partikel terbesar yang menunjukkan gerak Brown berdiameter kira-kira 100 sampai 2000 nm, bergantung pada bentuk dan kerapatannya. Karena panjang gelombang cahaya adalah 385 sampai 776 nm, maka hanya partikel koloid yang paling besar saja yang dapat menghasilkan bayangan. Partikel kecil membiaskan gelombang cahaya, sehingga menimbulkan efek Tyndall. Jadi, bukan partikel itu sendiri yang sebenarnya terlihat dalam mikroskop cahaya. Mikroskop elektron, yang bekerja dengan berkas electron yang mempunyai panjang gelombang kurang dari 0,1 nm, dengan mudah menampilkan partikel koloid yang paling kecil sekalipun, yang berdiameter sekitar 10 nm (partikel kecil merupakan linarut sejati, tapi perbedaan ini memang tidak begitu jelas). Banyak partikel dalam sel, termasuk ribosom dan semua molekul protein tunggal yang berupa enzim, berada dalam rentang ukuran koloid.

Sebagian besar partikel koloid dapat melintasi kertas saring, tapi tidak dapat menembus selofan seperti yang dapat dilakukan oleh partikel linarut sejati. Partikel suspensi terlalu besar untuk dapat melintasi kertas saring.

Walaupun partikel koloid sangat kecil, permukaannya cukup besar bagi molekul air dan partikel linarut di sekitarnya. Akibat lainnya dari ukuran kecil partikel koloid ini adalah jumlah total permukaan partikel untuk volume tertentu menjadi besar sekali.

Bayangkanlah sebuah kubus dari bahan masif yang berukuran sisi 1 cm. Dengan 6 sisi, kubus tersebut memiliki luas permukaan sebesar 6 cm². Bila kubus dibelah satu kali, akan didapatkan tambahan permukaan 2 cm². Bila pembelahan diteruskan sampai diperoleh sejumlah kubus dengan ukuran panjang sisi 10 nm, jumlah luas permukaannya adalah 6.000.000 cm² (600 m²). Kubus dengan luas permukaan sebesar itu tingginya mencapai 10 m dan volumenya 1000 m³ ! Partikel koloid jarang yang berbentuk kubus, tapi ukurannya kira-kira sama dengan itu.

Berbagai reaksi kehidupan terjadi di permukaan, dan karenanya mudah dibayangkan betapa luasnya daerah permukaan yang dipunyai sel tunggal saja. Begitu pula bagaimana besarnya pengaruh hidrasi (daya matriks) pada lingkungan air dalam sel dan tanah.

 
Sumber : Frank B. Salisbury & Cleon W. Ross. 1995. Fisiologi Tumbuhan Jilid 1. Bandung : ITB Press. Hal 65

Tweet

Postingan terkait:

Ditulis wa_wa — Wednesday, 4 May 2016 — Add Comment