Alkana Kimia itu Mudah: SMK Analis Kimia

227 Kalau kit a membuat molekul but ana dengan molymod, t erlihat bahwa rant ai karbonnya t idak benar-benar lurus sepert i rumus st rukt urnya, karena at om karbon t et rahedral mencegah gambaran rant ai karbon lurus. Kebanyakan yang kit a t uliskan adalah rumus st rukt ur yang lebih sederhana lagi yait u: CH 3 - CH 2 - CH 2 - CH 3 at au CH 3 CH 2 CH 2 CH 3 Jadi asal t erbaca rant ai karbonnya, it ulah yang akan kit a gunakan selanj ut nya asal selalu ingat bahwa sesungguhnya adalah gambaran ruang. Ciri-ciri alkana x Merupakan hidrokarbon j enuh alkana rant ai lurus dan siklo cincin alkana x Disebut golongan paraf in : af f init as kecil =sedikit gaya gabung x Sukar bereaksi x C1 – C4 : pada Tdan P normal adalah gas x C4 – C17 : pada T dan P normal adalah cair x C18 : pada T dan P normal adalah padat x Tit ik didih makin t inggi : t erhadap penambahan unsur C x Jumlah at om C sama : yang bercabang mempunyai TD rendah x Kelarut an : mudah larut dalam pelarut non polar x BJ naik dengan penambahan j umlah unsur C x Sumber ut ama gas alam dan pet rolium Pembuatan alkana x Hidrogenasi senyawa Alkena x Reduksi Alkil Halida x Reduksi met al dan asam Penggunaan alkana x Met ana : zat bakar, sint esis, dan carbon black t int a, cat , semir, ban x Propana, But ana, Isobut ana : zat bakar LPG Liquif ied Pet rolium Gases x Pent ana, Heksana, Hept ana : sebagai pelarut pada sint esis. Tata nama alkana Sekarang bagaimana cara memberi nama isomer but ana it u? Unt uk it u marilah kit a gunakan at uran t at a nama yang dit erbit kan IUPAC Int er nat i onal Union of Pur e and Appl i ed Chemi st r y. 1. Rant ai karbon berurut an yang t erpanj ang dalam suat u molekul dit ent ukan sebagai rant ai induk. Carilah namanya pada t abel suku per t ama sampai dengan 14 senyawa al kana 228 dan let akkan di bagian belakang. Kadang-kadang rumus st rukt ur it u t idak digambarkan dengan rant ai karbon t erpanj ang dalam garis lurus. 2. Isomer bercabang diberi nama sebagai t urunan rant ai lurus di mana sat u at au beberapa at om hidrogen digant i dengan pecahan alkana. Pecahan alkana ini disebut gugus alkil, biasa diberi t anda -R dari kat a radikal, dan mempunyai rumus umum -C n H 2n+1 . Nilai n adalah j umlah at om karbon yang ada pada senyawa t ert ent u t ersebut sedemikian hingga didapat suku-sukunya sepert i t erlihat pada t abel berikut : Tabel 12. 4 Gugus alkil -C n H 2n+1 Rumus struktur sederhana Nama -CH 3 -CH 3 Met il -C 2 H 5 -CH 2 -CH 3 Et il -C 3 H 7 -CH 2 -CH 2 -CH 3 Propil -C 4 H 9 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 3 But il Tent u kit a dapat meneruskan unt uk alkil-alkil lain, t et api unt uk gugus bercabang t ent u j arang yang berant ai panj ang. Let akkan nama gugus cabang ini di depan nama rant ai induk. Unt uk menent ukan cabang pada rant ai induk, rant ai induk it u diberi diberi nomor dari kiri at au dari kanan sehingga cabang pert ama mempunyai nomor t erkecil. Dibawah ini adalah cont oh cara menamakan senyawa berikut : H H H H H | | | | | H - C 5 - C 4 - C 3 - C 2 - C 1 - H | | | | H H H H-C-H | H a. Menurut at uran nomor sat u, rant ai C t erpanj ang 5, j adi namanya pent ana dan kit a let akkan di bagian belakang. b. Cabangnya adalah met il c. Let akkan cabang it u pada at om C nomor dua dari kanan karena kalau dari kiri menj adi nomor 4. 229 Kadang-kadang t erdapat lebih dari sat u cabang. Jika cabang-cabang it u sama, namanya t idak perlu disebut dua kali. Cukup diberi awalan di- , kalau 3 cabang sama awalannya t ri-, t et ra unt uk 4 cabang yang sama dan set erusnya. Ingat set iap cabang diberi sat u nomor, t idak peduli cabangnya sama at au beda. Dibawah ini adalah cont oh penamaan yang lain. H H H H | | | | H- 1 C - 2 C - 3 C - 4 C - H 2, 3-dimet ilbut ana | | | | H H-C-H H-C-H H | | H H a. Rant ai t erpanj angnya 4, j adi dinamakan but ana b. Cabangnya adalah met il dan ada dua buah c. Let ak cabangnya pada at om C nomor 2 dan nomor 3. Jika cabang-cabang it u berbeda, maka urut an menyebut nya adalah menurut urut an abj ad huruf pert amanya, cabang et il disebut dulu dari cabang met il. Isomer alkana Bagaimana kit a dapat memperoleh molekul alkana yang lebih panj ang dari molekul yang lebih pendek ? Gant ilah salah sat u at om H dari met ana dengan gugus -CH 3 maka akan kit a peroleh molekul et ana. Demikian j uga j ika kit a menggant i salah sat u at om H dari et ana dengan gugus -CH 3 akan kit a peroleh propana yang rant ai karbonnya lebih panj ang sat u lagi. Lihat berikut ini. CH 3 - H digant i dengan -CH 3 akan diperoleh CH 3 -CH 3 CH 3 -CH 2 - H digant i dengan -CH 3 diperoleh CH 3 -CH 2 -CH 3 . Dan set erusnya. Kit a boleh memilih salah sat u at om H yang mana saj a unt uk digant i dengan gugus -CH 3 dan kit a akan memperoleh hasil penggant ian yang sama. Kit a mengat akan bahwa set iap at om H t erikat secara ekuivalen dengan at om karbon. Tet api bila sekarang kit a akan menggant i salah sat u at om H dari propana dengan gugus -CH 3 anda akan memperoleh lebih dari sat u macam hasil, Perhat ikanlah: CH 3 -CH 2 -CH 2 - H digant i dengan -CH 3 diperoleh CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 3 n-but ana 230 Rumus umum Senyawa alkena C n H 2n H CH 3 | | CH 3 -CH-CH 3 digant i dengan -CH 3 diperoleh CH 3 -CH-CH 3 i sobut ana Jelas t erlihat bahwa kedua hasil penggant ian di at as berbeda, kit a mengat akan at om H t idak lagi t erikat secara ekuivalen. At om C yang t erikat dengan sat u at om C dan 3 at om H disebut at om C primer, sedang at om C yang t erikat dengan dua at om C den dua at om H disebut at om C sekunder. Kedua hasil penggant ian it u mempunyai rumus st rukt ur yang berbeda t et api rumus molekulnya sama, perist iwa ini disebut isomer. Jadi dapat kah kit a mendef inisikan apa it u isomer ? Kedua hasil penggant ian it u adalah senyawa yang berbeda t erbukt i mempunyai sif at -sif at berbeda. Tit ik beku dan t it ik didih dari yang berant ai lurus adalah -138, 3° C dan -0, 5° C sedang yang rant ainya bercabang adalah -159° C dan -12° C. Sekarang semakin j elas t ent unya mengapa j umlah senyawa karbon it u demikian banyaknya.

2. Alkena

Gambar 12. 9 Cont oh senyawa alkena Alkena t ergolong hidrokarbon t idak j enuh yang mengandung sat u ikat an rangkap dua ant ara dua at om C yang berurut an. Jadi rumus umumnya mempunyai 2 at om H lebih sedikit dari alkana karena it u rumus umumnya menj adi C n H 2n+2 -2H = C n H 2n . Kekurangan j umlah at om H pada alkena dibandingkan dengan j umlah at om H pada alkana dapat dij elaskan sebagai berikut . Perhat ikan unt uk n = 2, pada alkana adalah C 2 H 6 sedang pada alkena adalah C 2 H 4 , bagaimana dapat digambarkan rumus st rukt urnya? Perhat ikan cont oh berikut H H H H | | | | H - C - C - H berubah menj adi H - C = C - H | | H H 231 Kedua at om H di bawah harus dibebaskan supaya elekt ron- elekt ron at om C yang t adinya dipakai unt uk membent uk ikat an kovalen dengan at om H dapat dialihkan unt uk membent uk ikat an kovalen dengan sesama at om karbon. Alkena mengandung sat u ikat an rangkap dua ant ara dua at om C, maka suku pert ama alkena harus mengandung dua at om C. Jadi n = 2, dan beberapa suku lain dapat Anda lihat pada t abel berikut ini. Tabel 12. 5. Lima suku pertama alkena Suku ke rumus st rukt ur nama 1 2 3 4 5 3 4 5 6 CH 2 = CH 2 CH 2 = CH - CH 3 CH 2 = CH - CH 2 - CH 3 CH 2 = CH - CH 2 - CH 2 - CH 3 CH 2 = CH - CH 2 - CH 2 -CH 2 - CH 3 et ena propena 1-but ena 1-pent ena 1-heksena Nama alkena berbeda dengan alkana hanya pada bagian belakang, j adi bagian yang menunj uk pada j umlah t idak berubah. Bagaimana memberi nama alkena yang bercabang? Secara garis, besar t idak berbeda dengan cara memberi nama alkana yang bercabang, t et api pada penent uan rant ai induk yang t erpanj ang harus rant ai yang mengandung ikat an rangkap. Jadi ikat an rangkapnya diut amakan dengan nomor t erkecil. Sebagai cont oh lihat lah rumus st rukt ur berikut ini. H H H H | | | | 1 C = C 2 - C 3 - C 4 - H 3-met il-1-but ena bukan 2-met il-3-but ena | | | H CH 3 H Pada alkana t idak ada bagian dari rumus st rukt urnya yang mempunyai ciri khas, sebaliknya pada alkena ada bagian dari rumus st rukt urnya yang mengandung sat u ikat an rangkap dua. Bagian ini - C=C- disebut gugus f ungsional . Suku alkena yang banya dikenal adalah et ena et ilena dan propena propilena yang merupakan bahan dasar unt uk membuat plast ik poliet ena polit ena dan polipropilen. Ciri-ciri alkena x Hidrokarbon t ak j enuh ikat an rangkap dua x Alkena = olef in pembent uk minyak x Sif at f isiologis lebih akt if sbg obat t idur : 2-met il-2- but ena x Sif at sama dengan Alkana, t api lebih reakt if x Sif at -sif at : gas t ak berwarna, dapat dibakar, bau yang khas, eksplosif dalam udara pada konsent rasi 3 – 34 x Terdapat dalam gas bat u bara biasa pada proses “ cracking” 232 Rumus umum senyawa alkuna : C n H 2n-2 x Pembuat an : pengawahidrat an et anol Penggunaan etena x Dapat digunakan sebagai obat bius dicampur dengan O 2 x Unt uk memasakkan buah-buahan x Sint esis zat lain gas alam, minyak bumi, et anol Pembuatan alkena : x Dehidrohalogenasi alkil halida x Dehidrasi alkohol x Dehalogenasi dihalida x Reduksi alkuna

3. Alkuna

Alkuna merupakan deret senyawa hidrokarbon t idak j enuh yang dalam t iap molekulnya mengandung sat u ikat an rangkap 3 diant ara dua at om C yang berurut an. Unt uk membent uk ikat an rangkap 3 at au 3 ikat an kovalen diperlukan 6 elekt ron, sehingga t inggal sat u elekt ron pada t iap-t iap at om C t ersisa unt uk mengikat at om H. Jumlah at om H, yang dapat diikat berkurang dua, maka rumus umumnya menj adi C n H 2n+2 - 4H = C n H 2n-2 Sepert i halnya alkena, alkuna j uga mempunyai suku pert ama dengan harga n = 2, sehingga rumus molekulnya C 2 H 2 , sedang rumus st rukt urnya H - C = C - H. Senyawa alkuna t ersebut mempunyai nama et una at au dengan nama lazim aset ilena. Aset ilena merupakan suat u gas yang dihasilkan dari reaksi senyawa karbida dengan air dan banyak digunakan oleh t ukang las unt uk menyambung besi. Reaksinya adalah sebagai berikut : CaC 2 s + 2 H 2 0 l Æ C 2 H 2 g + CaOH 2 aq Tat a nama alkuna sama dengan alkana at au alkena, bagian pert ama menunj uk pada j umlah sedang bagian kedua adalah akhiran - una, t et api suku pert amanya j uga mempunyai n = 2 sepert i alkena. Et una merupakan suku alkuna sat u-sat unya yang dapat dibuat . Suku- suku alkuna lain sering diberi nama at au dianggap sebagai t urunan et una. Jadi propuna disebut met il aset ilena. Sepert i pada alkana, suku-suku rendah pada alkena dan alkuna pun hanya mempunyai sat u rumus st rukt ur, t et api pada suku ket iga j angan lupa harga n-nya 4 dapat kit a t uliskan lebih dari sat u rumus st rukt ur yait u , 233 Tabel 12. 6 Isomer Butena 1-but ena CH 2 =CH-CH 2 -CH 3 2-but ena CH 3 -CH=CH-CH 3 2-met il-1-propena CH 2 =C-CH 3 | CH 3 Tabel 12 . 7 Isomer pada butuna 1-but una 3 2 3 CH CH C CH { 2-but una 3 3 CH C C CH { Jadi perist iwa isomeri t erj adi pula pada alkena dan alkuna, bahkan penyebabnya dua. Kalau pada alkana hanya pada rant ainya berbeda disebut isomeri rant ai, pada alkena dan alkuna dapat pula disebabkan ikat an rangkapnya berpindah t empat disebut isomeri posisi karena it u let ak ikat an rangkap pada suku-suku alkena dan alkuna yang lebih t inggi selalu diberi nomor sepert i t erlihat di at as. Ciri-ciri alkuna x Hidrokarbon t ak j enuh mempunyai ikat an rangkap t iga x Sif at -sif at nya menyerupai alkena, t et api lebih reakt if x Pembuat an : CaC 2 + H 2 O Æ C 2 H 2 + CaOH 2 x Sif at -sif at : ► Suat u senyawaan endot erm, maka mudah meledak ► Suat u gas, t ak berwarna, baunya khas x Penggunaan et una : ► Pada pengelasan : dibakar dengan O 2 memberi suhu yang t inggi ± 3000 o C, dipakai unt uk mengelas besi dan baj a ► Unt uk penerangan ► Unt uk sint esis senyawa lain Pembuatan alkuna x Dehidrohalogenasi alkil halida x Reaksi met al aset ilida dengan alkil halida primer Beberapa hidrokarbon lain Sepert i dikat akan dalam klasif ikasi hidrokarbon, masih banyak hidrokarbon lainnya, t et api rumus umumnya kadang-kadang sama dengan rumus umum yang ada ant ara lain rumus umum alkena. Rumus