Kimia Kelas XI: Hidrokarbon

HIDROKARBON

Senyawa hidrokarbon merupakan senyawa karbon yang paling sederhana. Senyawa hidrokarbon ialah senyawa organik yang hanya tersusun dari atom hidrogen (H) dan atom karbon (C). Atom karbon memiliki keistimewaan atau kekhasan sebagai penyusun utama senyawa organik sebagai berikut:

• Terletak pada golongan IVA sehingga memiliki elektron valensi 4 yang dapat membentuk 4 ikatan kovalen.
• Terletak pada periode 2 sehingga memiliki jari-jari atom yang relatif kecil, sehingga memiliki ikatan kovalen yang kuat.
• Atom karbon dapat membentuk ikatan antar karbon: berupa ikatan tunggal, rangkap dua atau rangkap tiga.
• Atom karbon mempunyai kemampuan membentuk rantai (ikatan yang panjang).
• Rantai karbon yang terbentuk dapat bervariasi: rantai lurus, bercabang dan melingkar (siklik)

Untuk mempermudah mempelajari senyawa hidrokarbon yang begitu banyak, para ahli mengolongkan hidrokarbon berdasarkan susunan atom-atom karbon dalam molekulnya.

• Berdasarkan homolog (keluarga), hidrokarbon terbagi menjadi alkana, alkena dan alkuna.
• Berdasarkan ikatan atom karbon, hidrokarbon terbagi menjadi:

1) Hidrokarbon jenuh, atom karbonnya seluruhnya adalah ikatan tunggal. Contoh: homolog alkana dan sikloalkana.

2) Hidrokarbon tak jenuh, atom karbonnya memiliki setidaknya satu ikatan rangkap. Contoh: homolog alkena, alkuna dan alkadiena.

• Berdasarkan bentuk rantai karbon, hidrokarbon terbagi menjadi:

1) Hidrokarbon alifatik, bentuk rantai karbon memanjang atau terbuka. Contoh: homolog alkana, alkena dan alkuna.

2) Hidrokarbon alisiklik, bentuk rantai karbon cincin melingkar. Contoh: homolog sikloalkana.

3) Hidrokarbon aromatik, bentuk rantai karbon cincin konjugat.

Pada senyawa hidrokarbon, kedudukan atom karbon dapat dibedakan sebagai berikut:

• Atom C primer, adalah atom karbon yang berikatan dengan 1 atom karbon lain.
• Atom C sekunder, adalah atom karbon yang berikatan dengan 2 atom karbon lain.
• Atom C tersier, adalah atom karbon yang berikatan dengan 3 atom karbon lain.
• Atom C kuartener, adalah atom karbon yang berikatan dengan 4 atom karbon lain.

Hidrokarbon berdasarkan klasifikasi tatanama organik terbagi atas:

ALKANA

Alkana merupakan hidrokarbon jenuh paling sederhana yang merupakan suatu deret senyawa yang memenuhi rumus umum CnH2n+2, disebut juga parafin. Deret Homolog Alkana merupakan suatu golongan atau kelompok senyawa karbon dengan rumus umum yang sama, mempunyai sifat yang mirip dan antar suku-suku berturutannya mempunyai beda CH2.

Sifat-sifat alkana sebagai berikut:

• Merupakan hidrokarbon yang tidak memiliki ikatan rangkap (disebut hidrokarbon jenuh) dan terdiri dari alkana rantai lurus dan alkana berbentuk siklo atau cincin.
• Disebut golongan parafin karena mempunyai affinitas kecil.
• Alkana C1 - C4pada suhu (T) dan tekanan (P) normal berwujud gas.
• Alkana C4 - C17 pada suhu (T) dan tekanan (P) normal berwujud cair.
• Alkana dengan rantai karbon > C18 pada suhu (T) dan tekanan (P) normal berwujud padat.
• Makin panjang rantai karbon, titik didih makin tinggi.
• Pada jumlah atom C sama, alkana yang bercabang mempunyai titik didih rendah.
• Mudah larut dalam pelarut non polar. Alkana memiliki ikatan C-C yang bersifat non polar dan C-H yang dapat diasumsikan non polar karena beda keelektronegatifannya yang kecil. Hal ini, yang mengakibatkan alkana dapat larut dengan pelarut non polar.

Penamaan Senyawa Alkana

Aturan Penamaan Senyawa Alkana Rantai Bercabang 1:

• Periksa jenis ikatannya, jika memiliki ikatan tunggal, berarti senyawa tersebut merupakan senyawa alkana.
• Tentukan rantai induk dan rantai cabangnya.
• Beri nomor pada rantai induk sedemikian rupa sehingga rantai cabang menempel pada atom C yang bernomor paling kecil.
• Rantai induk diberi nama sesuai aturan penamaan senyawa alkana rantai lurus.
• Rantai cabang diberi nama sesuai jumlah atom C dan struktur gugus alkil.
• Tuliskan nomor cabang, diikuti tanda (-), nama rantai cabang yang menyambung dengan nama rantai lurus.

Aturan Penamaan Senyawa Alkana Rantai Bercabang Lebih dari 1:

• Periksa jenis ikatannya, jika memiliki ikatan tunggal, berarti senyawa tersebut merupakan senyawa alkana.
• Tentukan rantai induk merupakan rantai yang terpanjang dan jumlah rantai cabangnya.
• Beri nomor pada rantai induk sedemikian rupa sehingga salah satu rantai cabang menempel pada atom C merupakan nomor paling kecil.
• Rantai induk diberi nama sesuai aturan penamaan senyawa alkana rantai lurus.
• Rantai cabang diberi nama sesuai jumlah atom C dan struktur gugus alkil.
• Tuliskan nomor cabang 1 diikuti tanda (-) nama gugus alkil rantai cabang 1, nomor cabang 2 diikuti tanda (-) nama gugus alkil rantai cabang 2 dan ditulis bersambung dengan nama rantai lurus. Nama alkil disusun berdasarkan abjad.
• Jika rantai cabang memiliki gugus alkil yang sama, rantai cabang diberi nama sesuai jumlah atom C dan jumlah rantai cabangnya.

ALKENA

Alkena merupakan suatu hidrokarbon tidak jenuh yang mengandung suatu ikatan rangkap dua antara dua atom C yang berurutan (C=C). Alkena disebut juga hidrokarbon tidak jenuh karena tidak mempunyai jumlah maksimum atom yang ditampung oleh setiap atom karbon. Selain itu, alkena mempunyai ikatan sigma dan ikatan phi antara dua atom karbon yang berhadapan.

Sifat-sifat alkena sebagai berikut:

• Titik Didih

Titik didih masing-masing alkena sedikit lebih rendah dibanding titik didih alkana dengan jumlah atom karbon yang sama. Etena, propena dan butena berwujud gas pada suhu kamar, dan lainnya berwujud cairan. Kelarutan Alkena hampir tidak dapat larut dalam air, tapi larut dalam pelarut organik, seperti lemak dan minyak.

• Reaktivitas

Sifat sama dengan alkana, tapi lebih reaktif. Alkena memiliki sifat fisika yang sama dengan alkana. Perbedaannya yaitu, alkena   sedikit   larut   dalam   air.   Hal   ini   disebabkan   oleh   adanya   ikatan rangkap yang membentuk ikatan . Ikatan tersebut akan ditarik oleh hidrogen dari air yang bermuatan positif sebagian.

• Gas tak berwarna, dapat dibakar, bau yang khas, eksplosif dalam udara (pada konsentrasi 3 -- 34%)
• Terdapat dalam gas batu bara dan biasa ditemukan pada proses "cracking"

Penamaan Senyawa Alkena

Aturan Penamaan Senyawa Alkena

• Rantai utama (rantai terpanjang) harus mengandung ikatan rangkap dua
• Atom C yang memiliki ikatan rangkap dua harus memiliki nomor terkecil
• Aturan-aturan lain sama dengan aturan pada tata nama alkana

Urutan penyebutan:

a. Rantai tidak bercabang:

Nomor ikatan rangkap - Nama alkena

b. Rantai bercabang:

Nomor cabang - Nama cabang - Nomor ikatan rangkap - Nama alkena

ALKUNA

Alkuna merupakan deret senyawa hidrokarbon tidak jenuh, mengandung satu ikatan rangkap 3 diantara dua atom C yang berurutan. Untuk membentuk ikatan rangkap 3 atau 3 ikatan kovalen diperlukan 6 elektron, sehingga tinggal satu elektron pada tiap-tiap atom C tersisa untuk mengikat atom H. Jumlah atom H, yang dapat diikat berkurang dua, maka rumus umumnya menjadi CnH2n+2-4H  CnH2n-2 Etuna mempunyai suku pertama dengan harga n = 2, sehingga rumus molekulnya C2H2, sedang rumus strukturnya H -- C  C - H. Senyawa etuna tersebut mempunyai nama lain asetilena.

Sifat-sifat alkuna sebagai berikut:

• Sifat-sifatnya menyerupai alkena, tetapi lebih reaktif. Pembuatannya: CaC2 + H2O   C2H2 + Ca(OH)2 
• Suatu senyawaan endoterm, maka mudah meledak.
• Suatu gas, tak berwarna, baunya khas.
• Asetilena adalah gas terpanas dan paling efisien dari semua gas bahan bakar. Asetilena memiliki panas tinggi dengan sisa pembakaran minimal. Asetilena juga membutuhkan oksigen dalam jumlah sedikit untuk melakukan pembakaran sempurna.

Aturan Penamaan Senyawa Alkuna

• Nama alkuna diturunkan dari nama alkana yang sesuai dengan mengganti akhiran ana menjadi una.

Urutan penamaan:

a. Rantai tidak bercabang:

Nomor ikatan rangkap - Nama alkuna

b. Rantai bercabang:

Nomor cabang - Nama cabang - Nomor ikatan rangkap - Nama alkuna.

MANFAAT SENYAWA HIDROKARBON

Kegunaan Hidrokarbon dalam Bidang Kesehatan

Senyawa hidrokarbon, seperti alkana, alkena, dan alkuna telah banyak membantu untuk proses penyembuhan seperti terapi, dan obat-obatan yang diciptakan dari senyawa tersebut. Contoh dari pemanfaatan dalam bidang kesehatan, antara lain Etena (CH) sebagai bahan obat bius.

Kegunaan Hidrokarbon dalam Bidang Pangan

Senyawa hidrokarbon dalam bidang pangan contohnya adalah senyawa kimia utama untuk pembentukan energi, yaitu glukosa. Glukosa merupakan senyawa hidrokarbon yang dihasilkan dari proses fotosintesis. Glukosa adalah senyawa karbohidrat yang paling sederhana mengalir dalam aliran darah sehingga tersedia bagi seluruh sel tubuh. Gula ini akan dijadikan sebagai energi di dalam sel untuk dioksidasi (dibakar) dengan bantuan oksigen yang kita hirup menjadi energi dan gas CO2 dalam bentuk respirasi (pernapasan). Berikut reaksi pembakaran gula dalam tubuh:

C6H12O6 + 6 O2  Energi + 6 CO2 + 6 H2O

Kegunaan Hidrokarbon dalam Bidang Sandang

Senyawa turunan hidrokarbon yang berperan di bidang sandang, yaitu kapas, wol (merupakan suatu protein), sutra (protein), nilon (polimer), dan serat sintetis. Seperti yang kita ketahui, senyawa hidrokarbon yang terdiri dari atom C dan H sangat banyak ditemukan di alam sekitar.

Kegunaan Hidrokarbon dalam Bidang Industri dan Perdagangan

Senyawa hidrokarbon banyak digunakan dalam industri, khususnya pada industri petroleum dan aspal cair. Nah, industri petroleum menghasilkan minyak bumi. Minyak bumi merupakan senyawa hidrokarbon yang menjadi komoditi industri maupun perdagangan yang sangat penting bagi dunia. Minyak bumi digunakan sebagai salah satu sumber energi yang paling utama. Organisasi negara-negara di dunia penghasil minyak adalah OPEC (Organization of Petrolleum Exporting Country). Minyak bumi akan disuling dan menghasilkan berbagai senyawa hidrokarbon yang sangat penting bagi kehidupan manusia, seperti bensin, petroleum eter (minyak tanah), gas elpiji, minyak pelumas, lilin, dan aspal.

Namun, pada setiap kelebihan pastinya ada kekurangan yang tidak pernah luput dari sebuah bahan yang dijadikan sumber energi untuk industri tertentu. Sebenarnya, jika hidrokarbon tidak bereaksi dengan bahan pemicu, maka tidak akan menimbulkan dampak serius. Namun, jika sudah terkena paparan sinar matahari maupun berinteraksi dengan nitrogen oksida, senyawa satu ini dapat bereaksi. Beberapa data menunjukkan bahwa emisi dan polusi yang dihasilkan sebagian besar disebabkan oleh senyawa kimia ini. Bahan yang mengandung hidrokarbon dapat berkontribusi dalam menyebabkan efek rumah kaca serta penipisan lapisan ozon bumi. Selain itu, senyawa tersebut juga dapat menyebabkan berkurangnya kemampuan fotosintesis dari tanaman, serta meningkatkan risiko terjadinya kanker dan penyakit pernapasan berbahaya lainnya.