Mengenal Arti Penting Hidrokarbon dalam Konsep Kimia

Kimia memang perlu diterapkan dalam pendidikan khususnya SMA. Pembelajaran kimia memang memiliki banyak manfaat dalam kehidupan sehari-hari yang tentu saja perlu diterapkan di lingkungan sekitar. Banyak hal sering kita temukan mengenai konsep kimia disekitar, seperti alat dan bahan yang sering kita gunakan dalam beraktifitas dalam kegiatan sehari-hari. Konsep kimia juga sering dikaitkan dengan alam, misalnya pada air, tanah, udara, bahkan api itu juga merupakan konsep dari kimia. Oleh sebab itu, kita perlu mempelajari lebih dalam mengenai konsep ilmu kimia ini dalam kehidupan sehari-hari.

Salah satu konsep kimia yang sangat penting kita pelajari adalah hidrokarbon. Hidrokarbon merupakan senyawa yang terdiri dari hidrogen dan karbon. Berdasarkan strukturnya hidrokarbon dibagi menjadi hidrokarbon alifatik dan hidrokarbon aromatik. Hidrokarbon alifatik merupakan hidrokarbon yang tidak memiliki gugus benzena sedangkan hidrokarbon aromatik merupakan hidrokarbon yang memiliki gugus fungsi benzena yang dimana pada senyawa tersebut tentu akan menghasilkan aroma.

Pada senyawa hidrokarbon alifatik itu terdiri dari empat jenis, yaitu alkana, sikloalkana, alkena, dan alkuna Pada alkana memiliki rumus umum CnH2n=2 dengan n= 1, 2,…. Ciri dari senyawa ini hanya terdapat pada ikatan kovalen tunggal. Alkana ini juga disebut sebagai hidrokarbon jenuh karena mengandung jumlah maksimum atom hidrogen yang mampu berikatan dengan beberapa atom karbon yang ada. 

Senyawa alkana yang paling sederhana adalah CH4 karena memiliki bilangan n=1 yang merupakan hasil alami dari bakteri pengurai anaerob dari tumbuhan dalam air. Gas alam merupakan campuran dari metana, etana, dan juga propana. Pada struktur etana dan propana terlihat amat jelas karena hanya terdapat satu cara untuk menggabungkan atom karbon dalam molekul-molekul yang telah diikatnya tersebut. 

Selain itu, terdapat butana yang dimana mempunyai dua kemungkinan skema ikatan yang dapat menghasilkan isomer struktur, yaitu n-butana dan isobutana yang berarti molekul-molekul tersebut mempunyai rumus yang sama tetapi dengan struktur yang berbeda. Alkana yang mempunyai isomer struktur yang sama seperti dengan butana digambarkan mempunyai struktur dengan lantai yang lurus atau rantai yang bercabang. Kemudian pada n-butana adalah alkana yang rantainya lurus karena pada atom karbonnya dihubungkan sepanjang satu garis. Pada alkana rantai bercabang seperti isobutana, satu atau lebih atom karbon akan terikat pada tiga atom yang lain.

Kemudian pada sikloalkana merupakan alkana dengan atom-atom karbonnya yang bergabung dalam bentuk cincin. Sikloheksana ini memiliki rumus CnH2(n+1-g) atau CnH2n dengan n = 3, 4,…. Senyawa sikloalkana yang paling sederhana adalah siklopropana  (C3H6). 

Banyak zat yang penting secara biologis seperti zat pembunuh kuman, gula, kolesterol, dan hormon yang mengandung satu atau lebih sistem cincin pada siklopropana. Kemudian pada sikloheksana dapat mempunyai dua konfrontasi yang berbeda yang disebut dengan konfrontasi perahu yang relatif besar tegangan yang berarti ikatannya dapat termampatkan,direnggangkan, atau berputar sehingga dapat menyimpang dari geometri normal yang diramalkan dengan hibridisasi sp3.

Kemudian pada alkena atau disebut sebagai olefin merupakan senyawa yang mengandung sedikitnya satu ikatan rangkap dua pada senyawa karbon-karbon. Alkena juga mempunyai rumus CnH2n dengan n = 2, 3,…. Senyawa alkena yang paling sederhana adalah C2H4 atau etilena yang dimana pada senyawa tersebut kedua atomnya terhibridisasi sp2 dan ikatan rangkap duanya yang terdiri dari satu ikatan sigma dan satu ikatan pi. Etilen merupakan senyawa yang sangat penting karena digunakan dalam jumlah yang besar dalam pembuatan polimer organik (molekul yang sangat besar) dan dalam pembuatan yang banyak dalam bahan kimia organik lainnya.

Pada alkena digolongkan sebagai hidrokarbon yang tidak jenuh karena pada senyawanya berupa ikatan rangkap dua atau ikatan rangkap tiga karbon-karbon. Hidrokarbon yang tidak jenuh pada umumnya akan mengalami reaksi adisi yang dimana satu molekul ditambahkan molekul yang lain untuk membentuk produk tunggal. Salah satu contoh dari reaksi adisi tersebut adalah hidrogenasi berupa penambahan molekul hidrogen ke senyawa yang mengandung ikatan C=C dan C≡C.

Kemudian pada alkuna merupakan senyawa yang mengandung sedikitnya satu ikatan rangkap tiga karbon-karbon. Alkuna mempunyai rumus umum CnH2n.2 dengan n = 2, 3,…. Pada alkuna ini mengandung ikatan C≡C yang diakhiri dengan -una. Alkuna yang paling sederhana adalah etuna atau dikenal sebagai asetilena (C2H2). Asetilena ini berupa gas yang tidak berwarna dengan titik didih 84℃ yang dibuat melalui reaksi karbida dengan air.

Setelah kita mengetahui mengenai hidrokarbon alifatik, sekarang kita juga perlu mengetahui lebih lanjut dari hidrokarbon aromatik. Jadi hidrokarbon aromatik tersebut senyawa yang tentunya memiliki benzena (C6H6) yang merupakan senyawa induk dari golongan besar zat organik. Benzena merupakan molekul berbentuk segienam datar dengan atom-atom karbon yang terletak pada keenam sudutnya. 

Semua ikatan karbon-karbon pada benzena panjang dan kuatnya sama.jadi setiap atom karbon memiliki hibridisasi sp2, yang dimana setiap atom tersebut membentuk tiga ikatan sigma dengan dua atom karbon yang di bagian sebelahnya dan dengan atom hidrogen. Dalam benzena memiliki  orbital molekul terdelokalisasi yang tidak terbatas diantara kedua atom bersebelahan yang saling berikatan saja,  tetapi juga meluas sehingga tiga atom atau lebih. 

Oleh sebab itu, elektron yang berada pada setiap tempat pada orbital-orbital ini bebas bergerak di seputaran cincin benzena. Benzena juga merupakan cairan yang tidak berwarna yang bersifat mudah terbakar. Selain itu, benzena ini memiliki sifat yang relatif inert yang berarti tahan terhadap reaksi kimia.

Pada senyawa aromatik ini memiliki gugus fungsi, yaitu alkohol yang dimana mengandung gugus fungsi -OH, contohnya seperti etanol ataupun etil alkohol. Etanol dihasilkan secara biologis melalui fermentasi gula atau pati. Selain itu, alkohol memiliki sifat asam yang sangat lemah yang dimana tidak dapat bereaksi dengan basa kuat, seperti NaOH. Selain itu, dua alkohol alifatik lainnya yang sudah dikenal adalah 2-propanol atau sering disebut dengan alkohol gosok,  dan etilen glikol yang biasa digunakan sebagai bahan anti beku.Kebanyakan alkohol itu khususnya mempunyai massa molar yang rendah dan mudah terbakar.

Kemudian gugus fungsi eter yang dimana pada gugus ini memiliki ikatan R-O-R pada R dan R’ adalah gugus hidrokarbon (alifatik dan aromatik). Eter ini dihasilkan melalui reaksi antar dua alkohol. Salah satu senyawa dari eter ini adalah dietil eter yang digunakan sebagai zat anestesi selama bertahun-tahun. Zat tersebut akan menyebabkan tidak sadar dengan menekankan kegiatan sistem saraf pusat dan terjadinya rasa mual dan muntah setelah pembiusan. Kemudian pada gugus aldehid dan keton memiliki gugus karbonil >C=O. 

Pada aldehida sedikitnya satu atom hidrogen terikat pada karbon dalam gugus karbonil. Pada keton, atom karbon pada gugus karbonil terikat pada dua gugus hidrokarbon. Aldehid yang paling sederhana adalah, yaitu formadelhida (H2C=O) mempunyai kecenderungan untuk berpolimerisasi, yaitu setiap molekul bergabung satu sama lain untuk membentuk senyawa dengan massa molar yang tinggi. Sedangkan pada keton biasanya kurang reaktif dibandingkan aldehid. Senyawa keton yang paling sederhana adalah aseton, suatu cairan berbau sedap yang digunakan terutama sebagai pelarut untuk senyawa organik dan pembersih cat kuku.

Kemudian pada asam karboksilat mengandung gugus karbonil -COOH. Asam karboksilat ini tersebar sangat luas di alam, yang dimana ditemukan baik dalam tumbuhan maupun binatang. Semua molekul protein ini terbuat dari asam amino, yang dimana jenis khusus pada asam karboksilat yang mengandung (-NH2) dan gugus karboksil (-COOH). 

Kemudian terdapat gugus fungsi ester dengan rumus umumnya RCOOR, yang dimana R’ dapat berupa H, suatu gugus alkil atau gugus hidrokarbon aromatik dan R adalah gugus alkil atau gugus hidrokarbon aromatik. Ester ini sering digunakan dalam bahan pembuatan parfum dan pemberi rasa dalam produk makanan ataupun minuman. Kemudian gugus fungsi bagian terakhir adalah amina adalah basa organik yang mempunyai rumus umum R3N,dengan R adalah gugus-gugus alkil atau gugus hidrokarbon aromatik.

Nah itu tadi merupakan penjelasan dari materi pembelajaran hidrokarbon. Pada materi ini tentu saja sangat erat kaitannya dengan konsep kimia dalam kehidupan sehari-hari, yang dimana sering digunakan bahan dalam pembuatan sutau produk yang sering kita gunakan dalam kehidupan sehari-hari. Selain itu materi hidrokarbon ini penting dipelajari untuk menentukan senyawa yang terdapat dalam benda ataupun bahan kimia yang sering kita temukan dalam lingkungan sehari-hari.

 Sumber: Chang, R. (2003). Kimia Dasar Konsep-Konsep Inti Edisi Ketiga. Jakarta. Erlangga