DISTRIBUSI MOLEKUL GAS IDEAL

Aurelia Fiona Widodo

Zahidah Fathiyah Azhar

A. Uraian Materi

Teori kinetik gas ideal mengansumsikan bahwa zat tersusun atas partikel-partikel yang sangat kecil yang bergerak secara acak dan peluang arah x,y,z sama. Interaksi antar partikel tidak ada gaya tarik atau tolak, kecuali terjadi tumbukan lenting sempurna. Dalam gas ideal berlaku aturan hukum kekekalan energi, hukum kekekalan momentum, dan hukum newton tentang gerak. Teori ini memungkinkan untuk menghitung nilai rata-rata dari sifat gas dan menghitung fraksi molekul yang mempunyai kecepatan pada jarak tertentu.

Distribusi kecepatan molekul atau yang lebih dikenal dengan Distribusi Maxwell-Boltzmann, yaitu suatu partikel yang bergerak bebas diantara tumbukan-tumbukan, tetapi tidak berinteraksi satu sama lain. Partikel gasnya dapat berupa atom atau molekul. Distribusi Maxwell-Boltzmann menunjukkan bahwa sebagian besar partikel memiliki kecepatan tertentu pada titik maksimal Distribusi kecepatan Maxwell dinyatakan sebagai suatu fungsi : 

B.  Fenomena dalam Bioteknologi

Contoh fenomena distribusi molekul gas ideal adalah fiksasi, seperti fiksasi nitrogen.  Supaya dapat digunakan oleh tanaman, nitrogen harus mengalami fiksasi. Proses fiksasi nitrogen itu nantinya akan menghasilkan amonia (NH₃)  yang akan terionisasi menjadi amonium (NH₄). Amonium nitrogase akan berubah menjadi glutamat melalui sintesis glutamin. Contoh bakteri yang berfungsi sebagai pengikat nitrogen yaitu Azotobacter (hidup bebas) dan Rhizobium mutualistik (hidup di akar). Bakteri-bakteri itu nantinya akan mengikat oksigen dan memperbaikinya menjadi nitrogen organik yang bermanfaat untuk tanaman. 

C.   Teknologi di Bidang Bioteknologi

Sejauh ini belum menenukan teknologi yang menggunakan konsep distribusi molekul gas ideal. Jadi kita akan membahas teknologi yang menggunakan konsep teori gas ideal, contohnya adalah CPAP (Continous Positive Airway Pressure). CPAP merupakan sebuah alat yang digunakan untuk terapi penderita sleep apnea saat mereka tidur. Cara kerja CPAP adalah dengan memberikan tekanan positif pada saluran napas atas secara konstan. Dengan begitu, saluran napas pada tenggorokan tetap terbuka selama tidur dan volume udara pada paru pun dapat dipertahankan.

 D. Contoh soal dalam biologi & bioteknologi

Sebuah suntikan yg terdapat rongga udara di dalamnya memiliki volume 400 ml. Apabila tekanan pada rongga tersebut 80cm Hg, maka tekanan gas pada rongga yg memiliki volume 160ml adalah??

Diketahui : V1 = 400ml, P1 = 80cmHg, V2 = 160ml

Ditanya : P2 = ?

Jawab :

P2 = P1.V1/V2 = 400.80/160 = 200cmHg

Jadi, tekanan gas pada rongga yg memiliki volume 160ml menurut cara hukum Boyle adalah 200cmHg.

E. Permasalahan konstektual dalam bidang bioteknologi dan solusinya

Sesuai dengan contoh di atas, yaitu CPAP yang merupakan sebuah alat yang digunakan untuk terapi penderita sleep apnea saat mereka tidur, ternyata alat ini juga memiliki dampak buruk terhadap penggunanya, antara lain :

• Iritasi atau luka di bagian wajah, hidung, dan sekitar mulut akibat pemasangan masker dan strap masker
• Napas terasa sesak bahkan sulit mengembuskan napas
• Hidung terasa kering dan tersumbat
• Mimisan
• Makin susah tidur karena tidak nyaman atau akibat suara bising dari mesin CPAP
• Mulut kering
• Pusing dan sakit kepala
• Perut kembung, sering sendawa, dan banyak kentut karena banyak menelan udara

Solusi dari permasalahan ini dapat dilakukan secara alami tanpa menggunakan alat, yaitu dengan mempertahankan berat badan, melakukan olahraga secara teratur, mengubah posisi tidur, emnggunakan pelembab udara, serta menghindari rokok dan alkohol

F. Sumber / referensi :

https://hellosehat.com/pola-tidur/sleep-apnea/terapi-cpap/

https://www.alodokter.com/terapi-cpap-untuk-sleep-apnea-dan-risikonya

https://www.alodokter.com/terapi-cpap-untuk-sleep-apnea-dan-risikonya

https://www.halodoc.com/artikel/bisakah-sleep-apnea-diatasi-secara-alami