Hidrokarbon
145
Hubungan Titik Didih dengan Massa Molekul Relatif dan Struktur
Tujuan Menyelidiki hubungan titik didih dengan massa molekul relatif dan struktur
Alat dan Bahan Data titik didih dan M
r
senyawa hidrokarbon
Langkah Kerja 1.
Amati tabel berikut. Kemudian, tulislah struktur-strukturnya dalam buku latihan Anda.
Selidikilah 6.5
Jumlah Atom C Struktur
Titik Didih Senyawa
Metana Etana
n-propana n-butana
n-pentana n-heksana
n-heptana n-oktana
Isopentana Neopentana
1 2
3 4
5 6
7 8
5 5
M
r
16 30
44 58
72 86
100 114
72 72
–161 –89
–44 –0,5
36 68
98 125
28 9
... ...
... ...
... ...
... ...
... ...
2. Buatlah grafik antara M
r
dan Titik Didih untuk senyawa-senyawa berikut.
Metana, etana, n-propana, n-butana, n-pentana, n-heksana, n-heptana, n-oktana.
3. Buatlah grafik antara jumlah rantai cabang dan titik didih untuk pentana,
isopentana, dan neopentana.
Jawablah pertanyaan berikut untuk menyimpulkan fakta. 1.
Adakah hubungan antara M
r
dan titik didih? 2.
Senyawa apa saja yang berwujud gas pada suhu kamar? 3.
Senyawa apa saja yang berwujud cair pada suhu kamar? 4.
Apakah persamaan dan perbedaan antara n-pentana, isopentana, dan neopentana? 5.
Disebut apakah senyawa yang memiliki rumus molekul sama, tetapi strukturnya berbeda?
6. Adakah hubungan antara jumlah rantai cabang dan titik didih?
Kerjakan secara berkelompok dan diskusikan hasil yang diperoleh.
Sumber:
Dokumentasi Penerbit
Gambar 6.10
Tabung gas elpiji mengandung hidrokarbon, yaitu propana
C
3
H
8
yang berbentuk gas.
Gambar 6.11
Grafik antara massa molekul relatif terhadap titik didihnya.
1. Titik Didih Senyawa Hidrokarbon Dipengaruhi Massa Molekul Relatifnya dan Struktur Molekulnya
Berdasarkan data pada tabel Selidikilah 6.5, terlihat bahwa semakin
banyak jumlah atom karbon maka jumlah massa molekul relatif juga semakin besar dan titik didih dari senyawa karbon tersebut semakin tinggi. Perhatikan
grafik antara massa molekul relatif beberapa senyawa terhadap titik didihnya.
Titik didih °C
– 260 –240 –220 –200 –180 –160 –140 –120
–
100 –80 –60 –
40 –20 20
40 60
80 100
120 20
40 60
80 100
120
M as
sa m o
lek ul relat
if g m
o l
–1
Di unduh dari : Bukupaket.com
Praktis Belajar Kimia untuk Kelas X
146
Gambar 6.12
Grafik titik didih alkana rantai lurus dan isomer rantai cabang
2-metil-nya.
Pada suhu kamar, senyawa metana, etana, propana, dan butana berwujud gas. Adapun senyawa pentana, heksana, heptana, oktana, dan
dekana berwujud cair. Adakah senyawa alkana yang berwujud padat? Senyawa alkana yang memiliki jumlah atom lebih dari 17 berwujud padat.
Wujud suatu senyawa hidrokarbon dipengaruhi oleh titik didih dan titik lelehnya. Bagaimana dengan pengaruh dari struktur molekulnya?
Senyawa alkana yang memiliki rantai cabang, seperti isopentana dan neopentana memiliki titik didih yang lebih kecil dibandingkan dengan
senyawa yang memiliki rantai karbon lurus. Senyawa alkana ini memiliki rumus molekul sama, namun struktur molekulnya bisa berbeda, ada yang
rantai karbon lurus ada juga rantai karbon bercabang. Perhatikan grafik antara rantai lurus dan bercabang terhadap titik didihnya.
Berdasarkan grafik tersebut, terlihat bahwa semakin banyak rantai cabang pada senyawa hidrokarbon, titik didihnya akan lebih kecil.
2. Keisomeran Senyawa Hidrokarbon
Pada senyawa hidrokarbon, rumus kimia menunjukkan jumlah atom karbon dan setiap unsur yang terdapat dalam satu molekul senyawa. Rumus
kimia senyawa propana adalah C
3
H
6
, rumus kimia ini menunjukkan bahwa setiap molekul propana terdiri atas tiga atom karbon dan enam atom
hidrogen. Rumus struktur molekul adalah rumus kimia yang menunjukkan cara
atom-atom diikatkan antara satu sama lain dengan ikatan kovalen dalam struktur molekul senyawa tersebut.
Keisomeran senyawa hidrokarbon adalah suatu fenomena, karena dua atau lebih senyawa hidrokarbon memiliki rumus kimia yang sama, tetapi
memiliki struktur molekul yang berbeda. Struktur-struktur molekul yang berbeda tetapi rumus kimianya sama ini disebut isomer. Terdapat 4 jenis
isomer, yaitu isomer rangka, isomer posisi, isomer fungsi, dan isomer geometri. Isomer rangka dan isomer posisi sering disebut isomer struktur.
• Isomer fungsi
• Isomer geometri
• Isomer posisi
• Isomer rangka
Kata Kunci
–20 4
6 5
20 40
60 80
Jumlah atom karbon dalam alkana 100
120 140
160 180
7 8
9 10
Sumber: Organic Chemistry, 1996
T it
ik d
id ih °
C 1 at m
= Alkana rantai lurus = Alkana rantai cabang 2-metil
Di unduh dari : Bukupaket.com
Hidrokarbon
147
atau
CH
3
CH
2
CH
2
CH
3
n-butana, memiliki titik didih –0,4 °C
C H
H
H C
H
H C
H
H H
C H
H
Pada penamaan n-nama senyawa karbon n berarti
normal, yang artinya struktur senyawa tersebut
merupakan senyawa karbon rantai lurus, misalnya pada
struktur n-propana berikut.
Anda Harus Ingat
CH
3
CH
2
CH
3
atau
2-metilpropana isobutana, memiliki titik didih –10,2 °C
C H
H
H C
H
H C
H
H H
H C
H CH
3
C H
CH
3
CH
3
Senyawa alkana C
5
H
12
memiliki 3 isomer. Tuliskanlah struktur isomer dan tata nama senyawanya.
Jawab
atau
2-metilbutana isopentana, titik didih –28 °C
C H
H
H C
H H
C H
H H
H C
H C
H H
CH
3
H C
CH
2
CH
2
CH
3
atau
pentana, titik didih 36 °C
CH
3
CH
2
CH
2
CH
2
CH
3
C H
H
H C
H
H C
H
H H
C H
H C
H
H
C H
H
H C
H H
H H
C H
C H
H H
C H
atau
2,2-dimetilpropana neopentana, titik didih 9,6 °C
CH
3
C CH
3
CH
3
CH
3
CH
3
CH
2
CH
3
n-hydrocarbons n stands for normal, is a straight-chain
hydrocarbon because the carbon atoms are joined along
one line as n-propane structure.
You Must Remember
a. Keisomeran Senyawa Alkana
Pada senyawa alkana, keisomeran dimulai dari senyawa dengan rumus kimia C
4
H
10
. Jenis isomernya, yaitu isomer struktur. Perhatikan dua isomer yang dimiliki C
4
H
10
serta titik didihnya.
Contoh
6.13
Di unduh dari : Bukupaket.com
Praktis Belajar Kimia untuk Kelas X
148
1-butena, memiliki titik didih -6,1 °C
atau
CH
3
CH CH
3
2-butena, memiliki titik didih 0,8 °C
CH
atau
2-metilpropena, memiliki titik didih –6,6 °C
C H
H C
H H
C H
H H
H C
CH
2
C CH
3
CH
3
C H
H C
H C
H
H H
C H
H
Senyawa alkena C
5
H
10
memiliki 5 isomer. Tuliskanlah struktur isomer dan tata nama senyawanya.
Jawab
1-pentena
2-pentena
atau
2-metil,1-butena
C H
H C
H H
C H
H H
H C
H
H C
CH
2
C CH
3
CH
3
CH
2
H H
H C
H H
atau
CH
2
CH CH
2
CH
3
H H
H H
H H
C C
C
atau
C H
CH
2
CH CH
2
CH
2
CH
3
H H
H H
H H
C C
C C
atau
C CH
3
CH CH
2
CH
3
CH H
H H
H H
H H
H H
C C
C C
b. Keisomeran Senyawa Alkena
Pada senyawa alkena, keisomeran dimulai dari senyawa dengan rumus kimia C
4
H
8
. Jenis isomernya, yaitu isomer struktur, isomer fungsi, dan isomer geometri. Pada pembahasan berikut akan dijelaskan mengenai isomer struktur
saja, isomer fungsi dan isomer posisi akan Anda pelajari di Kelas XII. Perhatikan tiga isomer struktur yang dimiliki senyawa alkena C
4
H
8
.
Contoh
6.14
Kupas Tuntas
Manakah dari rumus kimia berikut ini termasuk
kelompok golongan alkena dan alkuna ....
A . C
2
H
4
dan C
2
H
8
B. C
3
H
6
dan C
4
H
8
C . C
5
H
10
dan CH
4
D. C
4
H
8
dan C
3
H
4
E. C
2
H
2
dan C
5
H
8
Pembahasan Rumus umum alkena adalah
C
n
H
2n
Rumus umum alkuna adalah C
n
H
2n–2
Jadi, golongan alkena dan alkuna adalah D C
4
H
8
dan C
3
H
4
.
UN 2003
H
Di unduh dari : Bukupaket.com
Hidrokarbon
149 2-metil,2-butena
3-metil,1-butena
1-butuna
2-butuna
Senyawa alkuna C
5
H
8
memiliki 3 isomer. Tuliskanlah struktur isomer dan tata nama senyawanya.
Jawab
1-pentuna 2-pentuna
3-metil,1-butuna
atau
C CH
3
H C
CH
2
CH
3
CH H
H H
H H
H
H H
H H
C C
C C
atau
H C
CH
3
C CH
3
CH
3
CH H
H
H H
H H
H H
C C
C C
atau
C H
C C
H
H H
C H
H CH
C CH
2
CH
3
atau
C H
C C
H
H H
C H
H CH
3
CH
3
C C
CH
3
C CH
2
CH
3
C CH
C H
C CH
3
CH
3
CH C
CH
2
CH
2
CH
3
Sumber: Chemistry Chang, 2002
Gambar 6.13
Gas asetilen C
2
H
2
dibuat dengan mereaksikan kalsium
karbida CaC
2
dengan air. Tahukah Anda kegunaan dari gas
asetilen?
H
c. Keisomeran Senyawa Alkuna
Pada senyawa alkuna, keisomeran dimulai dari senyawa butuna dengan rumus kimia C
4
H
6
. Jenis isomernya, yaitu isomer struktur dan isomer fungsi. Pada pembahasan berikut akan dijelaskan mengenai isomer struktur senyawa
alkuna. Perhatikan dua isomer yang dimiliki butuna C
4
H
6
.
Contoh
6.15
Di unduh dari : Bukupaket.com
Praktis Belajar Kimia untuk Kelas X
150
Kerjakanlah di dalam buku latihan Anda.
1. Senyawa C
6
H
14
memiliki 5 isomer. Tuliskan rumus struktur isomer-isomernya dan tata nama masing-
masing isomer. 2.
Senyawa C
7
H
16
memiliki 9 isomer. Tuliskan rumus struktur isomer-isomernya dan tata nama masing-
masing isomer. 3.
Tentukan jumlah isomer dari senyawa berikut. a.
C
6
H
12
b. C
6
H
10
c. C
5
H
10
Soal Penguasaan
Materi 6.4
E Reaksi-Reaksi Senyawa Hidrokarbon
Pada senyawa-senyawa hidrokarbon alkana, alkena, alkuna dapat terjadi reaksi-reaksi, seperti reaksi oksidasi, reaksi adisi, reaksi substitusi, dan reaksi
eliminasi. Pada subbab ini, Anda akan mempelajari reaksi-reaksi tersebut.
1. Reaksi Oksidasi pada Senyawa Hidrokarbon
Suatu senyawa alkana yang bereaksi dengan oksigen menghasilkan karbon dioksida dan air disebut dengan reaksi pembakaran. Perhatikan
persamaan reaksi oksidasi pada senyawa hidrokarbon berikut. CH
4
g + O
2
g
→
CO
2
g + H
2
Og Reaksi pembakaran tersebut, pada dasarnya merupakan reaksi oksidasi.
Pada senyawa metana CH
4
dan karbon dioksida CO
2
mengandung satu atom karbon. Kedua senyawa tersebut harus memiliki bilangan oksidasi nol
maka bilangan oksidasi atom karbon pada senyawa metana adalah –4, sedangkan bilangan oksidasi atom karbon pada senyawa karbon dioksida
adalah +4.
Bilangan oksidasi atom C pada senyawa karbon dioksida meningkat mengalami oksidasi, sedangkan bilangan oksidasi atom C pada senyawa
metana menurun.
2. Reaksi Substitusi pada Senyawa Hidrokarbon
