HIDROKARBON DAN MINYAK BUMI
A.
Kekhasan / Keunikan Atom
Karbon
o
Terletak pada golongan IVA dengan Z = 6 dan mempunyai
4 elektron valensi.
o
Untuk mencapai konfigurasi oktet maka atom karbon
mempunyai kemampuan membentuk 4 ikatan kovalen yang relatif kuat.
o
Atom karbon dapat membentuk ikatan antar karbon;
berupa ikatan tunggal, rangkap dua atau rangkap tiga.
o
Atom karbon mempunyai kemampuan membentuk rantai
(ikatan yang panjang).
o
Rantai karbon yang terbentuk dapat bervariasi yaitu
: rantai lurus, bercabang dan melingkar (siklik).
B.
Kedudukan Atom Karbon
Dalam senyawa hidrokarbon,
kedudukan atom karbon dapat dibedakan sebagai berikut :
·
Atom C primer : atom
C yang mengikat langsung 1 atom C yang lain
·
Atom C sekunder : atom
C yang mengikat langsung 2 atom C yang lain
·
Atom C tersier : atom
C yang mengikat langsung 3 atom C yang lain
·
Atom C kuarterner : atom C
yang mengikat langsung 4 atom C yang lain
C.
Klasifikasi / Penggolongan
Hidrokarbon (terdiri dari atom C dan H)
a.
Berdasarkan jenis ikatan antar
atom karbonnya :
Ø Hidrokarbon jenuh = senyawa hidrokarbon yang ikatan antar atom karbonnya merupakan ikatan tunggal.
Ø Hidrokarbon tak jenuh = senyawa hidrokarbon yang
memiliki 1 ikatan rangkap dua (alkena)
atau lebih dari 1 ikatan rangkap dua
(alkadiena), atau ikatan rangkap tiga
(alkuna).
b.
Berdasarkan bentuk rantai
karbonnya :
§
Hidrokarbon alifatik = senyawa
hidrokarbon dengan rantai terbuka jenuh
(ikatan tunggal) maupun tidak jenuh
(ikatan rangkap).
§
Hidrokarbon alisiklik = senyawa
hidrokarbon dengan rantai melingkar /
tertutup (cincin).
§
Hidrokarbon aromatik = senyawa
hidrokarbon dengan rantai melingkar
(cincin) yang mempunyai ikatan antar
atom C tunggal dan rangkap secara
selang-seling / bergantian (konjugasi).
D.
Skema Klasifikasi Hidrokarbon
ALKANA
o
Adalah hidrokarbon
alifatik jenuh yaitu hidrokarbon dengan rantai terbuka dan semua ikatan
antar atom karbonnya merupakan ikatan tunggal.
o
Rumus umum alkana yaitu : CnH2n+2 ; n = jumlah atom C
Deret Homolog Alkana
Adalah suatu golongan /
kelompok senyawa karbon dengan rumus umum yang sama, mempunyai sifat yang mirip
dan antar suku-suku berturutannya mempunyai
beda CH2.
Sifat-sifat deret homolog :
o
Mempunyai sifat kimia yang mirip
o
Mempunyai rumus umum yang sama
o
Perbedaan Mr ( massa molekul relatif ) antara 2
suku berturutannya sebesar 14
o
Makin panjang rantai karbon, makin tinggi titik
didihnya
Tata Nama Alkana
Berdasarkan aturan dari IUPAC
( nama sistematis ) :
1)
Nama alkana bercabang terdiri dari 2 bagian :
o
Bagian pertama (di bagian depan) merupakan nama
cabang
o
Bagian kedua (di bagian belakang)
merupakan nama rantai induk
2)
Rantai induk adalah rantai terpanjang
dalam molekul. Jika terdapat 2 atau lebih rantai terpanjang, maka harus
dipilih yang mempunyai cabang terbanyak.
3)
Rantai induk diberi nama alkana sesuai dengan panjang rantai ( tabel 7.3 halaman 50 )
4)
Cabang diberi nama alkil yaitu nama alkana yang sesuai, tetapi dengan mengganti
akhiran –ana menjadi –il. Gugus alkil mempunyai rumus umum : CnH2n+1 dan dilambangkan dengan R
5)
Posisi cabang dinyatakan dengan awalan
angka. Untuk itu rantai induk perlu dinomori. Penomoran dimulai dari
salah 1 ujung rantai induk sedemikian rupa sehingga posisi cabang mendapat
nomor terkecil.
6)
Jika terdapat 2 atau lebih cabang sejenis, harus
dinyatakan dengan awalan di, tri, tetra, penta dst.
7)
Cabang-cabang yang berbeda disusun sesuai dengan
urutan abjad dari nama cabang tersebut. Awalan normal, sekunder dan tersier
diabaikan. Jadi n-butil, sek-butil dan ters-butil
dianggap berawalan b-.
o
Awalan iso- tidak diabaikan. Jadi isopropil
berawal dengan huruf i- .
o
Awalan normal, sekunder dan tersier
harus ditulis dengan huruf cetak
miring.
8)
Jika penomoran ekivalen (sama) dari kedua
ujung rantai induk, maka harus dipilih sehingga cabang yang harus ditulis
terlebih dahulu mendapat nomor terkecil.
Kesimpulan :
Berdasarkan aturan-aturan
tersebut di atas, penamaan alkana bercabang dapat dilakukan dengan 3 langkah
sebagai berikut :
1)
Memilih rantai induk, yaitu rantai terpanjang yang
mempunyai cabang terbanyak.
2)
Penomoran, dimulai dari salah 1 ujung sehingga cabang
mendapat nomor terkecil.
3)
Penulisan nama, dimulai dengan nama cabang
sesuai urutan abjad, kemudian diakhiri dengan nama rantai induk. Posisi cabang
dinyatakan dengan awalan angka. Antara
angka dengan angka dipisahkan dengan tanda koma (,) antara angka dengan huruf
dipisahkan dengan tanda jeda (-).
Sumber dan Kegunaan Alkana
Alkana adalah komponen utama dari gas alam dan minyak
bumi.
Kegunaan alkana, sebagai :
·
Bahan bakar
·
Pelarut
·
Sumber hidrogen
·
Pelumas
·
Bahan baku untuk senyawa organik lain
·
Bahan baku industri
ALKENA
o
Adalah hidrokarbon
alifatik tak jenuh yaitu hidrokarbon dengan satu ikatan rangkap dua
(–C=C–). Senyawa yang mempunyai 2 ikatan
rangkap 2 disebut alkadiena, yang mempunyai 3 ikatan rangkap 2 disebut alkatriena
dst.
o
Rumus umum alkena yaitu : CnH2n ; n = jumlah atom C
Tata Nama Alkena
1)
Nama alkena diturunkan dari nama alkana yang sesuai
(yang jumlah atom C’nya sama), dengan mengganti akhiran –ana menjadi –ena.
2)
Rantai induk adalah rantai terpanjang yang
mempunyai ikatan rangkap.
3)
Penomoran dimulai dari salah 1 ujung rantai induk
sedemikian sehingga ikatan rangkap mendapat nomor terkecil.
4)
Posisi ikatan rangkap ditunjukkan dengan awalan
angka yaitu nomor dari atom C berikatan rangkap yang paling tepi / pinggir
(nomor terkecil).
5)
Penulisan cabang-cabang, sama seperti pada alkana.
Sumber dan Kegunaan Alkena
Alkena dibuat dari alkana
melalui proses pemanasan atau dengan bantuan katalisator (cracking). Alkena
suku rendah digunakan sebagai bahan baku industri plastik, karet sintetik, dan
alkohol.
ALKUNA
o
Adalah hidrokarbon
alifatik tak jenuh yaitu hidrokarbon dengan satu ikatan rangkap tiga
(–C≡C–). Senyawa yang mempunyai 2
ikatan rangkap 3 disebut alkadiuna, yang mempunyai 1 ikatan
rangkap 2 dan 1 ikatan rangkap 3 disebut alkenuna.
o
Rumus umum alkuna yaitu : CnH2n-2 ; n = jumlah atom C
Tata Nama Alkuna
o
Nama alkuna diturunkan dari nama alkana yang sesuai
dengan mengganti akhiran –ana menjadi –una.
o
Tata nama alkuna bercabang sama seperti penamaan
alkena
Sumber dan Kegunaan Alkuna
Alkuna yang mempunyai nilai
ekonomis penting hanyalah etuna
(asetilena), C2H2. Gas asetilena digunakan untuk mengelas besi dan baja.
Reaksi pembentukan etuna (asetilena) :
4 CH4 (g) + 3 O2 (g) 2 C2H2 (g)
+ 6 H2O (g)
CaC2 (s) + 2 H2O (l) Ca(OH)2
(aq) + C2H2
(g)
KEISOMERAN
Isomer adalah senyawa-senyawa yang mempunyai rumus
molekul yang sama tetapi mempunyai struktur atau konfigurasi yang
berbeda.
Struktur berkaitan dengan cara
atom-atom saling berikatan, sedangkan konfigurasi berkaitan dengan susunan
ruang atom-atom dalam molekul.
Keisomeran dibedakan menjadi 2
yaitu :
1)
Keisomeran struktur : keisomeran karena
perbedaan struktur.
2)
Keisomeran ruang : keisomeran karena
perbedaan konfigurasi (rumus molekul dan strukturnya sama).
Contoh :
Perhatikan Buku Paket 1B halaman 71!
Penjelasan :
1)
Keisomeran Struktur
Dibedakan menjadi 3 yaitu :
a)
keisomeran kerangka : jika rumus molekulnya sama tetapi rantai induknya
(kerangka atom) berbeda.
b)
keisomeran posisi : jika rumus molekul dan rantai
induknya (kerangka atom) sama tetapi posisi cabang/gugus penggantinya
berbeda.
c)
keisomeran gugus fungsi (materi kelas XII IPA).
Contoh :
Perhatikan Buku Paket 1B
halaman 72!
2)
Keisomeran Ruang
Dibedakan menjadi 2 yaitu :
a)
keisomeran geometri : keisomeran karena
perbedaan arah (orientasi) gugus-gugus tertentu dalam molekul dengan struktur
yang sama.
Keisomeran geometri menghasilkan 2 bentuk isomer yaitu bentuk cis
(jika gugus-gugus sejenis terletak pada sisi yang sama) dan bentuk trans
(jika gugus-gugus sejenis terletak berseberangan).
b)
keisomeran optik (materi kelas XII IPA).
Ø Keisomeran pada Alkana
o
Tergolong keisomeran struktur yaitu perbedaan
kerangka atom karbonnya. Makin panjang rantai karbonnya, makin banyak pula
kemungkinan isomernya.
o
Pertambahan jumlah isomer ini tidak ada aturannya.
Perlu diketahui juga bahwa tidak berarti semua kemungkinan isomer itu
ada pada kenyataannya.
Misalnya : dapat dibuat 18
kemungkinan isomer dari C8H18, tetapi tidak berarti
ada 18 senyawa dengan rumus molekul C8H18.
o
Cara sistematis untuk mencari jumlah kemungkinan
isomer pada alkana :
a)
Mulailah dengan isomer rantai lurus.
b)
Kurangi rantai induknya dengan 1 atom C dan jadikan
cabang (metil).
c)
Tempatkan cabang itu mulai dari atom C nomor 2,
kemudian ke nomor 3 dst, hingga semua kemungkinan habis.
d)
Selanjutnya, kurangi lagi rantai induknya. Kini 2
atom C dijadikan cabang, yaitu sebagai dimetil
atau etil.
Pelajari Buku Paket 1B halaman
74-75!
Ø Keisomeran pada Alkena
Dapat berupa keisomeran
struktur dan ruang.
a)
Keisomeran Struktur.
§
Keisomeran struktur pada alkena dapat terjadi
karena perbedaan posisi ikatan rangkap atau karena perbedaan kerangka atom C.
§
Keisomeran mulai ditemukan pada butena yang
mempunyai 3 isomer struktur.
§
Contoh yang lain yaitu alkena dengan 5 atom C.
Perhatikan Buku Paket 1B
halaman 77!
b)
Keisomeran Geometris.
Ø Keisomeran ruang pada alkena
tergolong keisomeran geometris yaitu
: karena perbedaan penempatan gugus-gugus di sekitar ikatan rangkap.
Contohnya :
o
Keisomeran pada 2-butena. Dikenal 2 jenis 2-butena
yaitu cis-2-butena dan trans-2-butena. Keduanya mempunyai
struktur yang sama tetapi berbeda konfigurasi (orientasi gugus-gugus dalam
ruang).
o
Pada cis-2-butena,
kedua gugus metil terletak pada sisi yang sama dari ikatan rangkap; sebaliknya
pada trans-2-butena, kedua gugus
metil berseberangan.
Perhatikan Buku Paket 1B
halaman 77! (bagian bawah)
Ø Tidak semua senyawa yang
mempunyai ikatan rangkap pada atom karbonnya (C=C) mempunyai keisomeran
geometris. Senyawa itu akan mempunyai keisomeran geometris jika kedua atom C
yang berikatan rangkap mengikat gugus-gugus yang berbeda.
Contoh :
Perhatikan Buku Paket 1B
halaman 78!
Ø Keisomeran pada Alkuna
v Keisomeran pada alkuna
tergolong keisomeran kerangka dan posisi.
v Pada alkuna tidak terdapat
keisomeran geometris.
v Keisomeran mulai terdapat pada
butuna yang mempunyai 2 isomer.
Perhatikan Buku Paket 1B
halaman 79!
SIFAT-SIFAT HIDROKARBON
Meliputi :
a)
Sifat-Sifat Fisis
b)
Sifat Kimia
Berkaitan dengan reaksi kimia.
1)
Reaksi-reaksi pada Alkana
Alkana tergolong zat yang
sukar bereaksi sehingga disebut parafin
yang artinya afinitas kecil. Reaksi
terpenting dari alkana adalah reaksi pembakaran, substitusi
dan perengkahan (cracking).
Penjelasan :
a.
Pembakaran
o Pembakaran sempurna alkana
menghasilkan gas CO2 dan H2O (uap air), sedangkan
pembakaran tidak sempurna menghasilkan gas CO dan uap air, atau jelaga
(partikel karbon).
Contoh :
Perhatikan Buku Paket 1B
halaman 83! (bagian atas)
b.
Substitusi atau pergantian
·
Atom H dari alkana dapat digantikan oleh atom lain,
khususnya golongan halogen.
·
Penggantian atom H oleh atom atau gugus lain
disebut reaksi substitusi.
·
Salah satu reaksi substitusi terpenting dari alkana
adalah halogenasi yaitu penggantian
atom H alkana dengan atom halogen, khususnya klorin (klorinasi).
·
Klorinasi dapat terjadi jika alkana direaksikan
dengan klorin.
c.
Perengkahan atau cracking
§ Perengkahan adalah pemutusan
rantai karbon menjadi potongan-potongan yang lebih pendek.
§ Perengkahan dapat terjadi bila
alkana dipanaskan pada suhu dan tekanan tinggi tanpa oksigen.
§
Reaksi ini juga dapat dipakai untuk membuat alkena dari alkana. Selain itu juga dapat digunakan
untuk membuat gas hidrogen dari alkana.
2)
Reaksi-reaksi pada Alkena
o
Alkena lebih reaktif daripada alkana. Hal ini
disebabkan karena adanya ikatan rangkap C=C.
o
Reaksi alkena terutama terjadi pada ikatan rangkap
tersebut. Reaksi penting dari alkena meliputi : reaksi pembakaran, adisi
dan polimerisasi.
Penjelasan :
a.
Pembakaran
§
Seperti halnya alkana, alkena suku rendah mudah
terbakar. Jika dibakar di udara terbuka, alkena menghasilkan jelaga lebih
banyak daripada alkana. Hal ini terjadi karena alkena mempunyai kadar C lebih
tinggi daripada alkana, sehingga pembakarannya menuntut / memerlukan lebih
banyak oksigen.
§ Pembakaran sempurna alkena
menghasilkan gas CO2 dan uap air
b.
Adisi (penambahan =
penjenuhan)
o
Reaksi terpenting dari alkena adalah reaksi adisi yaitu reaksi penjenuhan ikatan
rangkap.
c.
Polimerisasi
·
Adalah reaksi penggabungan molekul-molekul
sederhana menjadi molekul yang besar.
·
Molekul sederhana yang mengalami
polimerisasi disebut monomer, sedangkan hasilnya disebut polimer.
·
Polimerisasi alkena terjadi berdasarkan reaksi adisi.
·
Prosesnya sebagai berikut :
a)
Mula-mula ikatan rangkap terbuka, sehingga
terbentuk gugus dengan 2 elektron tidak berpasangan.
b)
Elektron-elektron yang tidak berpasangan tersebut
kemudian membentuk ikatan antar gugus, sehingga membentuk rantai.
3)
Reaksi-reaksi pada Alkuna
o
Reaksi-reaksi pada alkuna mirip dengan alkena;
untuk menjenuhkan ikatan rangkapnya, alkuna memerlukan pereaksi 2 kali lebih
banyak dibandingkan dengan alkena.
o
Reaksi-reaksi terpenting dalam alkena dan alkuna
adalah reaksi adisi dengan H2,
adisi dengan halogen (X2)
dan adisi dengan asam halida (HX).
o
Pada reaksi
adisi gas HX (X = Cl, Br atau I) terhadap alkena dan alkuna berlaku aturan
Markovnikov yaitu :
“ Jika atom C yang berikatan rangkap mengikat
jumlah atom H yang berbeda, maka atom X akan terikat pada atom C yang sedikit
mengikat atom H ”
“ Jika atom C yang berikatan
rangkap mengikat jumlah atom H sama banyak, maka atom X akan terikat pada atom
C yang mempunyai rantai C paling panjang “
0 komentar:
Posting Komentar