Percobaan Ingenhousz - Fotosintesis

Tujuan : 

• Untuk membuktikan adanya gas oksigen sebagai hasil proses fotosintesis. 
• Untuk mengetahui pengaruh suhu, intensitas cahaya, dan NaHCO₃ terhadap kecepatan proses fotosintesis.

Latar Belakang Teori :

Setiap makhuk hidup memiliki beberapa ciri atau sifat dasar. Salah satu yang utama adalah makhluk hidup perlu makanan dan mengeluarkan zat sisa. Apabila kita cermati, sifat dasar tersebut mengarahkan kita kepada suatu mekanisme yang terjadi di dalam tubuh makhluk hidup yang disebut dengan metabolisme.

Metabolisme yang terjadi pada setiap jenis makhluk hidup tentunya tidak sama. Bergantung komponen penyusun makhluk hidup tersebut dari tingkat seluler hingga organisme. Dalam proses metabolisme terjadi berbagai reaksi kimia baik untuk menyusun maupun menguraikan senyawa tertentu. Proses penyusunan tersebut disebut anabolisme, sedang proses penguraiannya disebut katabolisme.

Salah satu contoh proses metabolisme (anabolisme) yang sering kita dengar adalah proses fotosintesis. Proses tersebut terjadi pada tumbuhan berklorofil, tepatnya pada jaringan tiang / palisade dan bunga karang pada mesofil daun. Pada sel palisade atau bunga karang, proses ini terjadi di dalam sebuah organel yaitu kloroplas. Seperti yang telah diketahui, proses ini hanya dapat terjadi pada saat ada cahaya. Cahaya itu dapat berupa cahaya matahari maupun cahaya lampu, yang penting dalam cahaya tersebut terdapat sinar putih yang merupakan spektrum cahaya dari cahaya mejikuhibiniu (merah-jingga-kuning-hijau-biru-nila-ungu). Selain cahaya matahari, proses fotosintesis juga membutuhkan karbon dioksida dan air.

Pada proses fotosintesis ini akan dihasilkan dua senyawa yaitu glukosa dan oksigen.

Untuk mengetahui kandungan glukosa sebenarnya dapat diketahui dengan percobaan Sact sedang untuk mengetahui kandungan oksigen dapat diketahui dengan menggunakan lidi yang membara seperti pada percobaan Ingenhouz. Akan tetapi pada kesempatan ini, yang akan dilihat bukanlah kandungannya, akan tetapi kecepatan proses tersebut bila diberi perlakuan yang berbeda – beda terkait suhu, intensitas cahaya, dan NaHCO₃. Percobaan kami kali ini merupakan percobaan Ingenhousz.

Alat dan Bahan :

Alat :

• Gelas kimia (4 buah).
• Tabung reaksi (4 buah).
• Corong (4 buah).
• Kawat penyangga (12 batang).
• Stopwatch (1 buah).
• Termometer (1 buah).
• Waskom (1 buah).
• Kertas, pensil, penghapus, penggaris, (masing-masing 1 buah)
• Kamera (1 buah).

Bahan :

• Air secukupnya.
• Es Batu secukupnya.
• NaHCO₃
• Hydrilla. 

Langkah Kerja :

1. Menyiapkan alat dan bahan yang diperlukan.
2. Memasukkan 2 potongan tanaman hydrilla ke dalam corong. Diusahakan agar tanaman hydrilla tidak
    keluar dari corong.
3. Menutup bagian tabung corong dengan tabung reaksi.
4. Memasukkan tiga kawat penyangga ke dalam gelas kimia untuk menjaga keseimbangan dari corong yang telah diisi dengan hydrilla. Sebaiknya, jarak antara bawah corong dengan dasar gelas kimia tidak terlalu jauh, sekitar 0,5 cm.
5. Memasukkan gelas kimia ke dalam waskom yang berisi air, diikuti dengan memasukkan corong yang di dalamnya berisi tanaman hydrilla ke dalam gelas kimia tersebut. Selanjutnya tutup bagian tabung corong dengan tabung reaksi, diusahakan tidak terbentuk ruang udara.
6. Mengulangi langkah 3 sampai 5 untuk 3 corong berikutnya.
7. Menandai masing-masing gelas kimia sebagai gelas kimia A, B, C, dan D.
8. Meletakkan gelas kimia A di tempat yang teduh.
9. Meletakkan gelas kimia B, C dan D di tempat yang terbuka (terkena sinar matahari langsung).
10. Mengukur suhu awal masing-masing gelas kimia.
11. Menunggu hingga muncul gelembung-gelembung udara yang tampak pada tabung reaksi.
12. Menuangkan larutan NaHCO₃ secukupnya pada gelas kimia C.
13. Menuangkan beberapa bongkahan es batu pada gelas kimia nomor D. Atur suhunya agar serendah mungkin dari suhu lingkungan.
14. Mengamati dan mencatat banyaknya gelembung yang muncul lalu memasukkan data ke tabel.
15. Setelah banyak rongga udara yang terbentuk di tabung reaksi, lalu angkat tabung reaksi perlahan dan tutup rapat agar gas di dalamnya tidak keluar.
16. Memasukkan bara api dari lidi ke atas mulut masing-masing tabung reaksi dan melihat apa yang terjadi. Ini dilakukan untuk membuktikan ada atau tidaknya oksigen.
17. Mencatat hasil pengamatan.

Hasil dan Pembahasan

Hasil Pengamatan

Dalam melakukan percobaan ini, kita mengikuti beberapa tahap seperti yang telah dijelaskan dalam langkah kerja. Untuk dapat membandingkan perbedaan banyaknya gelembung yang dihasilkan maka perangkat percobaan di tempatkan pada dua kondisi yang berbeda yaitu tempat teduh dan tempat terbuka (terkena sinar matahari langsung). Selain di tempatkan di dua kondisi yang berbeda, juga diberi perlakuan yang berbeda. Ada yang ditambahkan dengan NaHCO₃ dan ada juga yang ditambahkan dengan es batu. Hasil pengamatan yang kami lakukan disajikan dalam tabel sebagai berikut :

No.	Perangkat	Banyaknya gelembung (+/-)	Nyala api	Keterangan
1.	A	+	Kecil
2.	B	+ +	Sedang
3.	C	+ + + +	Besar
4.	D	±	Sedang

Keterangan:

+ : gelembung yang terbentuk sedikit

+ + : gelembung yang terbentuk sedang

+ + + + : gelembung yang terbentuk banyak

± : gelembung yang terbentuk semakin lama semakin berkurang

Pada percobaan tentang proses fotosintesis, Hydrilla verticillata dengan panjang yang telah ditentukan dimasukkan ke dalam corong kaca yang ditutup dengan tabung reaksi dan kemudian ke dalam beaker glass yang berisi air sampai penuh, apabila dilakukan perlakuan dengan memberikan cahaya pada Hydrilla verticillata tersebut akan menghasilkan gelembung udara yang banyak, sedangkan apabila diberi perlakuan dengan ditempatkan pada tempat yang tidak terdapat cahaya dengan lama pengamatan yang sama, maka Hydrilla verticillata yang direndam akan mengeluarkan gelembung udara dalam jumlah yang relatif sangat sedikit. Percobaan yang ditambah larutan NaHCO₃ ternyata dapat mempercepat laju fotosintesis. Fungsi larutan NaHCO₃ disini sebagai katalisator dalam reaksi fotosintesis.

Pembahasan

Gelembung yang dihasilkan pada percobaan itu merupakan gas oksigen/O₂. Gas ini terbentuk karena proses fotolisis dimana air diuraikan menjadi gas oksigen yang akan muncul berupa gelembung-gelembung dengan persamaan reaksi sebagai berikut:

2H₂O → 4H⁺ + O₂

 

Dari persamaan tersebut nampak dihasilkan molekul gas O₂ dari penguraian air.

Pada gelas kimia A yang diletakkan di tempat dengan intensitas cahaya rendah, proses fotosintesisnya ternyata lambat (diketahui dari sedikitnya jumlah gelembung yang dihasilkan). Hal ini terjadi karena walaupun di dalam air terdapat CO₂ terlarut tetapi energi yang tersedia (cahaya) untuk melakuan proses fotosintesis oleh hydrilla sangat sedikit. Sehingga, walaupun ada bahan baku, tetapi bila energi untuk mengolah tidak ada maka tidak akan terbentuk hasil.

Pada gelas kimia B dengan kondisi normal (tempat terkena cahaya matahari langsung), proses fotosintesis berjalan cepat karena pada air sebenarnya telah terdapat sejumlah CO₂ terlarut dan mendapat energi yang banyak untuk melakukan proses fotosintesis tersebut. Akan tetapi jumlah gelembung yang terbentuk tidak sebanyak gelas kimia C. Hal ini disebabkan, walaupun keduanya sama – sama memiliki energi untuk produksi yang melimpah tetapi jumlah bahan baku yang tersedia tidak sama.

Pada gelas kimia C diberi larutan NaHCO₃. Penambahan larutan NaHCO₃ dimaksudkan untuk menambah kandungan CO₂ yang terdapat dalam air, dengan persamaan reaksi sebagai berikut :

NaHCO₃ + H₂O → NaOH + CO₂ + H₂O

Fungsi larutan NaHCO₃ disini sebagai katalis dalam reaksi fotosintesis. Gelas kimia yang diberi larutan NaHCO₃ jumlah CO₂ terlarutnya menjadi tinggi, di samping itu gelas kimia tersebut juga diletakkan di tempat yang terang (banyak energi untuk berfotosintesis). Oleh karena itu proses fotosintesisnya menjadi sangat cepat, karena disamping bahan baku tersedia banyak, energi untuk mengolahnya menjadi sejumlah produk juga melimpah, sehingga proses produksi (reaksi) yang berjalan dalam waktu 20 menit mendapatkan hasil yang banyak (gas O₂ pada dasar tabung reaksi).

Pada gelas kimia D yang diletakkan di tempat terang dan ke dalamnya ditambahkan es batu, ternyata gas yang terbentuk sangat sedikit, artinya proses fotosintesis pada gelas kimia D berjalan sangat lambat. Hal ini terjadi karena pada suhu yang rendah enzim – enzim banyak yang tidak aktif sehingga banyak reaksi kimia yang dialamikan oleh enzim menjadi lambat sekali. 

Dari hasil percobaan, semua tanaman Hydrilla verticillata pada setiap corong mengeluarkan gelembung-gelembung udara. Gelembung-gelembung ini terkumpul pada dasar tabung reaksi yang dalam keadaan terbalik, sehingga membentuk rongga udara. Gas yang terkumpul ini akan diuji coba dengan menggunakan bara api dari lidi. Seperti yang diketahui, api dapat menyala jika ada oksigen disekitarnya. Untuk membuktikan apakah gelembung udara yang terkumpul tersebut mengandung oksigen, maka praktikan memasukkan bara api dari lidi ke mulut tabung reaksi. Ketika bara api dari lidi dimasukkan, ternyata bara api tersebut menyala(mengeluarkan api). Hal tersebut membuktikan bahwa dalam proses fotosintesis gas yang dihasilkan adalah oksigen. Ini ditunjukan dengan menyalanya bara api yang didekatkan dengan mulut tabung reaksi yang berisi gas hasil dari fotosintesis.

Kesimpulan:

•       Terbukti bahwa dalam proses fotosintesis menghasilkan gas oksigen. Ini ditunjukan dengan menyalanya bara api yang didekatkan dengan mulut tabung reaksi yang berisi gas hasil dari fotosintesis.
•       Faktor suhu yang rendah akan memperlambat terjadinya proses fotosintesis. Hal ini bukan berarti suhu yang sangat tinggi akan membuat proses fotosintesis menjadi cepat, justru tanamannya akan mati. Suhu yang optimallah yang akan membuat proses fotosintesis menjadi maksimal.
•       Faktor intensitas cahaya yang terang (cukup/optimal) akan membuat proses fotosintesis menjadi cepat tetapi bila cahaya yang tersedia sedikit, proses fotosintesis menjadi lambat.
•       Faktor kadar CO₂ terlarut yang melimpah akan mengakibatkan proses fotosintesis berjalan dengan cepat karena CO₂ merupakan bahan baku dari proses fotosintesis.
•       Suhu, intensitas cahaya, dan kadar karbon dioksida yang tersedia berpengaruh terhadap kecepatan proses fotosintesis.

 Hydrilla verticillata

                                                                           

 Gelas kimia, corong, dan tabung reaksi.

                                                    

Menyusun perangkat percobaan

                                                     

 Perangkat percobaan

                                                               

 Pembuatan larutan NaHCO₃

                                                      

Penambahan larutan NaHCO₃

                                                         

Pembentukan gelembung-gelembung udara

                                                  

Gelas kimia yang diberi bongkahan es