20 Augmented Chemistry Hidrokarbon
Sehingga senyawa alkana dengan rumus molekul C
5
H
12
memilki dua isomer struktur, antara lain: pentana, 2-metilbutana, dan 2,2-dimetilpropana.
Alkana yang mengandung 3 atom karbon atau kurang seperti CH
4
, C
2
H
6
, dan C
3
H
8
tidak memiliki isomer struktur, karena hanya ada satu kemungkinan cara untuk menata atom karbon. Alkana dengan rumus molekul C
4
H
10
mempunyai 2 isomer struktur, alkana dengan rumus molekul C
8
H
18
dan C
10
H
22
berturut-turut mempunyai 18 dan 75 isomer. Kesimpulannya adalah semakin banyak jumlah
atom karbonnya, semakin banyak pula jumlah isomernya.
Apakah rumus struktur di bawah ini termasuk senyawa yang sama atau berisomer struktur?
1. CH
3
CH
2
CH
2
CH
2
CH
2
CH
2
CH
3
dengan
CH
3
CH
2
CH
2
CH
2
CH
2
CH
2
CH
3
Penyelesaian:
CH
3
CH
2
CH
2
CH
2
CH
2
CH
2
CH
3
1 2
3 4
5 6
7 1
2 3
4 5
6 7
CH
3
CH
2
CH
2
CH
2
CH
2
CH
2
CH
3
Setiap rumus struktur mempunyai sebuah rantai tak bercabang dengan total tujuh karbon. Dua struktur di atas identik dan menunjukkan
senyawa yang sama atau bukan suatu isomer.
2. CH
3
CH CH
2
CH CH
3
CH
3
CH
3
dengan
CH
3
CH
2
C CH
CH
3
CH
3
CH
3
CH
3
Penyelesaian: Setiap rumus struktur mempunyai lima atom karbon pada rantai utama
dengan cabang –CH
3
sebanyak 2 buah yang berbeda peletakannya. Maka rumus struktur ini merupakan sebuah isomer.
Contoh Soal
Gambar 1.12 Butana
merupakan bahan bakar yang digunakan
dalam korek api ini. Molekul butana ada
dalam fasa cair dan gas dalam korek api.
21 Alkana
1 2
3 4
5
CH
3
CH CH
2
CH CH
3
CH
3
CH
3 3
CH
3 5
CH
2 4
C CH
2
CH
3
CH
3 1
CH
3
CH
3
Tentukan isomer dari C
5
H
12
Penyelesaian :
CH
3
CH
2
CH
2
CH
2
CH
3
pentana CH
3
C CH
3
CH
3
CH
3
CH
3
CH
2
CH CH
3
CH
3
2-metilbutana 2,2-dimetilpropana
Rumus stuktur C
5
H
12
memiliki 3 isomer struktur, yaitu pentana; 2-metil- butana, dan 2,2-dimetilpropana.
1. Tuliskan rumus struktur dan nama IUPAC dari semua isomer alkana dengan rumus molekul:
a C
6
H
14
b C
7
H
16
2. Apakah rumus struktur di bawah ini termasuk senyawa yang sama atau isomer struktur?
a dan
Contoh Soal
Latihan Soal 1.2
CH
3
CH
2
CH CH
CH
3
CH
3
CH
2
CH
3
CH
3
CH CH
2
CH CH
2
CH
3
CH
3
CH
3
Gambar 1.13 Video
penentuan isomer C
5
H
12
.
22 Augmented Chemistry Hidrokarbon
b dan
E. Sifat Fisik Alkana
Alkana mempunyai titik didih yang lebih rendah daripada semua jenis senyawa lain yang memiliki berat molekul yang sama. Pada umumnya, titik
lebur dan titik didih senyawa alkana akan semakin tinggi seiring bertambahnya berat molekul, namun pertambahan titik leburnya tidak seteratur titik didihnya.
Semua alkana yang berwujud cair dan padat memiliki massa jenis yang lebih rendah daripada air, sehingga akan terbentuk dua lapisan jika dicampur dengan
air.
Senyawa alkana yang memiliki jumlah atom C dari 1-4 berwujud gas pada temperatur kamar dan tekanan atmosfer. Senyawa alkana yang memiliki
5-17 atom C berwujud cair tak berwarna dan selebihnya lagi berwujud padatan putih. Data titik didih, titik leleh, dan berat jenis 10 suku pertama alkana tidak
bercabang disajikan pada tabel 1.4.
Tabel 1.4 Beberapa sifat isik alkana pada suhu 25
o
C dan tekanan 1 atmosfer Nama
Jumlah Atom C
Titik Leleh ºC
Titik didih ºC
Berat Jenis gmL
Metana 1
-182 -161
Gas Etana
2 -183
-88 Gas
Propana 3
-190 -42
Gas Butana
4 -138
Gas Pentana
5 -130
36 0,626
Heksana 6
-95 68,7
0,659 Heptana
7 -91
98 0,684
Oktana 8
-57 126
0,703 Nonana
9 -51
151 0,718
Dekana 10
-30 174
0,730 CH
3
CH CH
CH CH
3
CH
3
CH
3
CH
3
CH
2
CH CH
CH
2
CH
3
CH
3
CH
3
CH
3
Makin panjang rantai alkana titik
didih semakin tinggi.
23 Alkana
Berdasarkan beberapa data massa jenis alkana pada tabel 1.4. Apa yang akan terjadi jika minyak tanah C
9
-C
15
diteteskan ke dalam air atau minyak tanah diteteskan ke dalam bensin C
5
-C
12
? Diskusikan dengan teman sekelas anda
Bagaimana titik leleh dan titik didih alkana yang merupakan isomer? Perhatikan Isomeri pentana berikut ini
CH
3
CH
2
CH
2
CH
2
CH
3
CH
2
CH
2
CH
3
CH
2
CH
3
CH
3
CH CH
2
CH
3
CH
3
CH
3
CH CH
2
CH
3
CH
3
CH
3
C CH
3
CH
3
CH
3
CH
3
C CH
3
CH
3
CH
3
n-pentana Titik didih : 36,1ºC
2-metilbutana Titik didih : 27,9 ºC
2,2-dimetilpropana Titik didih : 9,5 ºC
Mengapa semakin banyak cabang menyebabkan titik didih lebih rendah? Rantai bercabang menyebabkan jarak antarmolekulnya menjadi lebih jauh
sehingga gaya ikatan antar molekul menjadi lebih lemah. Akibatnya titik didih 2,2-dimetilpropana paling rendah.
Urutkan senyawa alkana berikut berdasarkan peningkatan titik didihnya a 2,2-dimetilbutana; 2,3,3-trimetilbutana; dan heksana.
b 2-metilheptana; oktana; dan 2,2,4-trimetilpentana. Penyelesaian:
a Semua senyawanya merupakan alkana tak bercabang. Dalam hal ini titik didih akan semakin tinggi seiring bertambahnya berat molekul.
Sehingga urutan titik didihnya adalah butana heptana nonana.
Contoh Soal
Semakin banyak cabang, titik didih
semakin rendah.
