|
| SENYAWA HIDROKARBON DAN MINYAK BUMI |
Kompetensi Inti
KI 1 : Menghayati dan mengamalkan ajaran agama yang dianutnya
KI 2 : Menghayati dan mengamalkan perilaku jujur, disiplin, tanggung jawab, peduli (gotong royong, kerjasama, toleran, damai), santun, responsif dan proaktif, dan menunjukan sikap sebagai bagian dari solusi atas berbagai permasalahan dalam berinteraksi secara efektif dengan lingkungan sosial dan alam serta dalam menempatkan diri sebagai cerminan bangsa dalam pergaulan dunia
KI 3 : Memahami, menerapkan, dan menganalisis pengetahuan faktual, konseptual, prosedural, dan metakognitif berdasarkan rasa ingin tahunya tentang ilmu pengetahuan, teknologi, seni, budaya, dan humaniora dengan wawasan kemanusiaan, kebangsaan, kenegaraan, dan peradaban terkait penyebab fenomena dan kejadian, serta menerapkan pengetahuan prosedural pada bidang kajian yang spesifik sesuai dengan bakat dan minatnya untuk memecahkan masalah
KI 4 : Mengolah, menalar, dan menyaji dalam ranah konkret dan ranah abstrak terkait dengan pengembangan dari yang dipelajarinya di sekolah secara mandiri, bertindak secara efektif dan kreatif, serta mampu menggunakan metoda sesuai kaidah keilmuan
Kompetensi Dasar
3.1 Menganalisis struktur dan sifat senyawa hidrokarbon berdasarkan pemahaman kekhasan atom karbon dan penggolongan senyawanya
4.1 Menemukan berbagai struktur molekul hidrokarbon dari rumus molekul yang sama dan memvisualisasikannya
3.2 Menjelaskan proses pembentukan dan teknik pemisahan fraksi-fraksi minyak bumi serta kegunaannya
4.2 Menyajikan karya tentang proses pembentukan dan teknik pemisahan fraksi-fraksi minyak bumi beserta kegunaannya
3.3 Memahami reaksi pembakaran hidrokarbon yang sempurna dan tidak sempurna serta sifat zat hasil pembakaran (CO2, CO, partikulat karbon)
4.3 Menalar dampak pembakaran senyawa hidrokarbon terhadap lingkungan dan kesehatan serta mengajukan gagasan cara mengatasinya
A. SENYAWA KARBON
1. Identifikasi Unsur C, H, dan O dalam Senyawa Karbon
Senyawa digolongkan ke dalam senyawa organik dan senyawa anorganik. Senyawa organik adalah senyawa yang berasal dari makhluk hidup, yaitu tumbuhan dan hewan. Sedangkan senyawa anorganik adalah senyawa yang berasal dari benda tak hidup seperti batuan dan mineral.
Senyawa karbon adalah senyawa dengan penyusun utama unsur karbon. Senyawa karbon umumnya berasal dari makhluk hidup disebut senyawa organik, misalnya karbohidrat (gula, glukosa), protein, lemak, dan sebagainya. Sedangkan senyawa karbon lain yang tidak berasal dari makhluk hidup disebut senyawa anorganik, missalnya gas CO2, gas CO dan senyawa karbonat (CaCO3, Na2CO3, NaHCO3).
Senyawa karbon organik selain mengandung karbon umumnya mengandung unsur hidrogen dan oksigen. Adanya unsur C, H, dan O dalam senyawa karbon dapat diketahui melalui reaksi pembakaran. Pembakaran sempurna senyawa karbon menghasilkan gas karbondioksida (CO2) dan air (H2O).
Perbandingan sifat senyawa organik dan anorganik terdapat pada tabel berikut :
| Perbedaan | Senyawa organik | Senyawa anorganik |
| Struktur | Mempunyai rantai atom karbon. | Tidak mempunyai rantai atom karbon |
| Kestabilan terhadap pemanasan | Mudah terurai atau berubah struktur. | Stabil pada pemanasan |
| Titik lebur dan titik didih | Pada umumnya relatif rendah | Ada yang sangat rendah dan ada yang sangat tinggi |
| Kereaktifan | Kurang reaktif (sukar bereaksi) dan apabila bereaksi cenderung lambat kecuali reaksi pembakaran | Pada umumnya reaksi berlangsung cepat (reaktif) |
| Jenis ikatan | Ikatan kovalen | Ikatan ion |
| Kelarutan | Sukar larut dalam pelarut polar, tetapi mudah larut dalam pelarut nonpolar | Mudah larut dalam pelarut polar |
Percobaan : Identifikasi Unsur C, H, dan O dalam Senyawa Karbon
I. Tujuan : mengidentifikasi unsur C, H, dan O dalam senyawa karbon
II. Alat dan Bahan :
- Tabung reaksi 6. Kapas
- Statif dan klem 7. Gula pasir kering
- Pembakar spirtus 8. Bubuk CuO
- Spatula (sendok teh) 9. Kertas kobal (II) klorida, CoCl2
- Sumbat karet dan pipa penghubung 10. Air kapur, Ca(OH)2
III. Cara Kerja
- Campurkan dua spatula gula pasir dan satu spatula serbuk tembaga (II) oksida (CuO) di atas kertas hingga merata.
- Masukkan campuran tersebut ke dalam tabung reaksi, tutup dengan sumbat yang dilengkapi pipa penghubung. Ke dalam tabung reaksi yang lain masukkan air kapur sebanyak sepertiga tinggi tabung reaksi.
-
Susunlah alat-alat seperti pada gambar di bawah dan panaskan tabung reaksi
perlahan-lahan. Amati apa yang terjadi pada dinding tabung yang dipanaskan
dan perubahan pada air kapur. Kemudian buka sumbat dan uji zat cair pada
dinding tabung dengan kertas CoCl2 amati perubahan pada kertas
CoCl2.
IV. Hasil Pengamatan
| No. | Zat yang diamati | Hasil Pengamatan |
|
1. 2. 3. 4. |
Dinding tabung Kertas CoCl2 basah Air kapur Gula + CuO pada pemanasan |
………………………………………. ………………………………………. ………………………………………. ………………………………………. |
V. Pertanyaan
1. Perubahan apakah yang terjadi pada air kapur? Jelaskan apa sebabnya!
Jawab : ..................................................................................................................
2. Perubahan apakah yang terjadi pada kertas kobal (II) klorida? Jelaskan apa sebabnya!
Jawab : ..................................................................................................................
3. Zat-zat apakah yang dihasilkan pada pemanasan gula? Tersusun dari unsur-unsur apakah zat-zat tersebut?
Jawab : ..................................................................................................................
4. Tuliskan reaksi yang terjadi!
Jawab : ..................................................................................................................
5. Kesimpulan apa yang diperoleh dari hasil eksperimen ini?
Jawab : ..................................................................................................................
2. Kekhasan Atom Karbon
a. Memiliki 4 elektron valensi
Atom karbon dengan nomor atom 6 mempunyai konfigurasi elektron 6C : 2 . 4
Karbon mempunyai 4 elektron valensi, untuk mencapai susunan oktet karbon memerlukan 4 elektron yang dapat diperoleh melalui ikatan kovalen. Sehingga karbon dapat memebntuk 4 ikatan kovalen dengan atom yang lain maupun sesama atom karbon. Contoh senyawa karbon CH4, C2H6, C3H6.
b. Membentuk rantai karbon
Kemampuan atom karbon membentuk 4 ikatan kovalen antar atom karbon sehingga terbentuk rantai karbon. Rantai karbon yang terbentuk dapat berupa ikatan tunggal, ikatan rangkap atau rangkap tiga, dengan bentuk rantai lurus, bercabang, terbuka dan tertutup (melingkar). Oleh karena itu jumlah senyawa karbon sangat banyak.
3. Kedudukan Atom Karbon dalam Rantai Karbon
Berdasarkan jumlah atom karbon yang terikat pada atom karbon lain, maka kedudukan atom karbon dapat dibedakan menjadi :
- Atom C primer, yaitu atom C yang terikat pada satu atom C yang lain.
- Atom C sekunder, yaitu atom C yang terikat pada dua atom C yang lain.
- Atom C tersier, yaitu atom C yang terikat pada tiga atom C yang lain.
- Atom C kuarterner, yaitu atom C yang terikat pada empat atom C yang lain.
Perhatikan contoh berikut :
Bacalah literatur tentang kekhasan atom karbon, dan kedudukan atom C dalam rantai karbon. Selanjutnya melalui diskusi kelompok jawablah soal-soal berikut!
1. Atom karbon mempunyai nomor atom 6
a. Tuliskan konfigurasi elektron dan lambang Lewis atom karbon
Jawab : ...........................................................................................................
b. Bagaimana cara atom karbon mencapai susunan oktet ? Ikatan kimia apakah yang dapat dibentuk oleh atom C?
Jawab : ...........................................................................................................
2. Tuliskan rumus Lewis dan rumus struktur molekul-molekul berikut :
a. CH4 b. C2H4 c. C3H4
Jawab :..............................................................................................................
3. Jelaskan apakah kekhasan atom karbon dalam senyawa karbon?
Jawab :...................................................................................................................
4. Mengapa senyawa karbon sangat banyak jumlahnya?
Jawab : ..................................................................................................................
5. Berdasarkan kedudukan atom C dalam senyawa karbon dibedakan atas atom C primer, sekunder, tersier, dan kuarterner.
a. Apakah yang dimaksud dengan atom C primer, sekunder, tersier, dan kuarterner?
Jawab :..............................................................................................................
b. Atom C manakah yang merupakan atom C primer, sekunder, tersier, dan kuarterner pada struktur rantai karbon berikut :
Jawab :..............................................................................................................
- Apakah yang dimaksud dengan senyawa karbon organik dan senyawa karbon anorganik? Berikan masing-masing 3 contoh senyawanya dan tuliskan rumus kimianya !
- Mengapa senyawa organik disebut senyawa karbon, sedangkan senyawa karbon kurang tepat disebut senyawa organik? Jelaskan!
- Bagaimanakah cara membuktikan adanya unsur karbon, hidrogen, dan oksigen dalam senyawa karbon? Jelaskan!
- Gambarkan struktur senyawa karbon berikut yang terdiri atas 5 atom karbon.
a. rantai terbuka, lurus, berikatan tunggal
b. rantai terbuka, bercabang, berikatan tunggal
c. rantai terbuka, lurus, berikatan tunggal dan satu rangkap dua
d. rantai terbuka, bercabang, berikatan tunggal dan satu rangkap tiga
e. rantai tertutup berikatan tunggal
f. rantai tertutup berikatan rangkap
5. Perhatikan struktur rantai karbon berikut, tunjukkan atom C manakah yang merupakan atom C primer, sekunder, tersier, dan kuarterner!
Kompetensi Dasar : Menggolongkan senyawa hidrokarbon berdasarkan strukturnya dan hubungannya dengan sifat senyawa.
B. PENGELOMPOKAN SENYAWA HIDROKARBON
Senyawa hidrokarbon adalah golongan senyawa karbon yang hanya terdiri atas unsur karbon (C) dan hidrogen (H).
Pengelompokan senyawa hidrokarbon berdasarkan bentuk rantainya dibedakan atas senyawa hidrokarbon alifik (rantai atom C terbuka) dan senyawa hidrokarbon siklik (rantai atom C tertutup). Sedangkan berdasarkan jenis ikatannya atau kejenuhan ikatan senyawa hidrokarbon dikelompokkan atas senyawa hidrokarbon jenuh (seluruh ikatan antar karbonnya tunggal) dan senyawa hidrokarbon tak jenuh (terdapat ikatan antar karbon rangkap dua atau tiga).
Pengelompokan senyawa hidrokarbon dapat digambarkan secara skematis sebagai berikut :
Pelajari tentang pengelompokan senyawa hidrokarbon, selanjutnya dengan diskusi jawablah soal-soal berikut ini!
1. Berdasarkan bentuk rantai karbonnya senyawa hidrokarbon dibedakan atas senyawa hidrokarbon alifatik dan senyawa hidrokarbon siklik.
a. Apakah yang dimaksud dengan senyawa hidrokarbon alifatik? Buatlah dua contohnya!
Jawab : ..................................................................................................................
b. Apakah yang dimaksud dengan senyawa hidrokarbon siklik? Buatlah dua contohnya!
Jawab : ..................................................................................................................
2. Berdasarkan kejenuhan ikatannya senyawa hidrokarbon dikelompokkan menjadi senyawa hidrokarbon jenuh dan tak jenuh. Jelaskan perbedaan senyawa hidrokarbon jenuh dan tak jenuh.
Jawab : .......................................................................................................................
3. Tuliskan masing-masing satu rumus struktur senyawa hidrokarbon berikut :
a. alifatik jenuh lurus
Jawab : ..................................................................................................................
b. alifatik jenuh bercabang
Jawab : ..................................................................................................................
c. alifatik tak jenuh lurus
Jawab : ..................................................................................................................
d. alifatik tak jenuh bercabang
Jawab : ..................................................................................................................
e. siklis jenuh tak bercabang
Jawab : ..................................................................................................................
f. siklis jenuh bercabang
Jawab : ..................................................................................................................
g. aromatik
Jawab : ..................................................................................................................
C. ALKANA, ALKENA, DAN ALKUNA
1. Alkana
Alkana merupakan senyawa hidrokarbon alifatik jenuh, yaitu senyawa hidrokarbon dengan rantai atom C terbuka dan semua ikatannya tunggal. Alkana termasuk kelompok senyawa yang kurang reaktif maka disebut parafin (dari kata farum affinis = daya gabung kecil)
Rumus umum
Sekelompok senyawa alkana merupakan deret homolog (deret sepancaran).
Deret homolog alkana :
| Suku ke | Rumus molekul | Nama |
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 |
CH4 C2H6 C3H8 C4H10 C5H12 C6H14 C7H16 C8H18 C9H20 C10H22 |
Metana Etana Propana Butana Pentana Heksana Heptana Oktana Nonana Dekana |
a. Tata nama Alkana
Tata nama alkana menurut aturan IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry):
a. Semua nama alkana mempunyai akhiran ”ana”
b. Alkana rantai tidak bercabang diberi nama dengan awalan n-alkana (n = normal)
c. Alkana rantai bercabang, nama senyawa merupakan rangkaian dari nomor cabang - nama cabang - nama rantai utama
· Penentuan rantai utama
Rantai utama adalah rantai atom C terpanjang. Rantai utama diberi nama alkana disesuaikan jumlah atom Cnya. Bila terdapat dua atau lebih rantai terpanjang sama maka dipilih yang mempunyai cabang terbanyak.
· Penomoran rantai utama
Penomoran dimulai dari salah satu ujung rantai utama dimana posisi cabang mempunyai nomor terkecil.
· Cabang merupakan gugus alkil, yaitu alkana yang kehilangan satu atom H. Nama cabang (alkil) diturunkan dari nama alkana dimana akhiran ana diganti il.
CH3 - : metil
CH3 - CH2 - : etil
CH3 - CH2 - CH2 - : propil
CH3 - CH - : isopropil
Jika terdapat dua atau lebih cabang sama, dinyatakan awalan di (2), tri (3), tetra (4).
Jika cabang-cabang berbeda disusun sesuai abjad dari nama cabang.
Beberapa contoh penamaan alkana :
b. Sifat-sifat Alkana
Sifat-sifat alkana dibedakan menjadi dua :
a) Sifat-sifat fisis alkana
Makin panjang rantai karbon senyawa alkana, maka makin tinggi titik leleh, titik didih, dan massa jenisnya. Di antara senyawa alkana yang sepadan (jumlah atom C sama), maka alkana dengan isomer bercabang mempunyai titik leleh dan titik didih lebih rendah.
Empat suku pertama (C1 – C4) berfase gas, suku 5 sampai 14 berfase cair, dan suku ke 18 ke atas berfase padat. Semua alkana sukar larut dalam air.
b) Sifat-sifat kimia alkana
Alkana tergolong zat sukar bereaksi (memiliki afinitas kecil), sehingga disebut juga parafin. Senyawa alkana dapat mengalami:
1. Reaksi oksidasi (pembakaran) .
Pada pembakaran sempurna senyawa hidrokarbon akan menghasilkan gas CO2 dan uap air (H2O).
Contoh : pembakaran propana
C3H8 + 5O2 ----- 2CO2 + 4H2O
2. Reaksi substitusi.
Reaksi subtitusi adalah reaksi dimana satu atau lebih atom H dari alkana dapat digantikan oleh atom/gugus atom lain.
Contoh : klorinasi metana
Alkana juga dapat mengalami proses cracking, yaitu pemanasan alkana pada suhu dan tekanan tinggi tanpa oksigen, sehingga terjadi pemutusan rantai/pembentukan senyawa-senyawa yang tidak jenuh.
C. Kegunaan Alkana
- Bahan bakar. Misalnya : LPG, bensin, minyak tanah
- pelarut . Misalnya : nafta, petrolium eter
- Sumber hidrogen . Misal : gas alam dan petrolium eter
- Pelumas. Misalnya : oli
- Bahan baku sintesa senyawa organik lain.
- Bahan industri. Misalnya : plastik, deterjen, minyak rambut, obat gosok.
1. Menentukan rumus umum alkana
Tentukan jumlah atom C dan atom H untuk beberapa alkana berikut:
| No | Nama senyawa | Rumus molekul | Jumlah atom C | Jumlah atom H |
|
1. 2. 3. 4. |
Metana Etana Propana Butana |
CH4 C2H6 C3H8 C4H10 |
……………….. ……………….. ……………….. ……………….. |
……………….. ……………….. ……………….. ……………….. |
Berdasarkan data di atas, jika jumlah atom C = n, maka jumlah atom H = ….
Jadi rumus umum alkana adalah .....
2. Tata nama alkana
Pelajari tata nama alkana menurut aturan IUPAC, selanjutnya berilah nama senyawa-senyawa dengan rumus struktur berikut :
| No. | Rumus Struktur | Nama Senyawa |
| 1. | CH3 – CH2 – CH2 – CH2 – CH3 | ……………………….............. |
| 2. | CH3 – (CH2)6 – CH3 | ……………………….............. |
| 3. |
CH3 – CH2 – CH2 – CH – CH3 CH3 |
……………………….............. |
| 4. |
CH3 – CH – CH2 – CH – CH2 –
CH3 C2H5 CH3 |
……………………….............. |
| 5. |
CH3 CH3 – CH – CH – CH2 – CH – CH3 C2H5 CH3 |
……………………….............. |
| 6. |
CH3 CH3 – CH2 – CH – CH2 – CH – CH3 CH3 – CH – CH3 |
……………………….............. |
| 7. |
CH3 – CH – CH2 – CH – CH2 – CH2 – CH3 CH3 CH3–CH–CH3 |
……………………….............. |
| 8. | (CH3)3C(CH2)2CH(CH3)2 | ……………………….............. |
| 9. | CH3C(CH3)2CH(CH3)2 | ……………………….............. |
| 10. | (CH3)3C(CH2)2C(CH3)3 | ……………………….............. |
3. Berdasarkan tata nama alkana, tuliskan rumus struktur senyawa-senyawa berikut!
| No. | Nama Senyawa | Rumus Struktur |
| 1. | n-heptana | |
| 2. | 2-metil pentana | |
| 3. | 3-etil heksana | |
| 4. | 2,3,3-trimetil pentana | |
| 5. | 3-etil- 2-metil heksana | |
| 6. | 4-etil - 3,4-dimetil heptana | |
| 7. | 5-etil - 2-metil 4-propil oktana | |
| 8. | 3- etil – 2, 4,4-trimetil heksana |
2. Alkena
Alkena merupakan senyawa hidrokarbon alifatik tak jenuh yang mempunyai satu ikatan rangkap– C = C – Alkena lebih reaktif daripada alkana
Rumus umum alkena :
Nama-nama alkena sesuai nama alkana dengan mengganti akhiran –ana dengan –ena
Senyawa deret alkena adalah C2H4 (etena), C3H6(propena), C4H8(butena), C5H10(pentena) dan seterusnya.
a. Tata nama Alkena
Penamaan isomer-isomer alkena sebagai berikut :
1). Alkena rantai lurus, di depan nama alkena dituliskan bilangan angka yang menyatakan posisi ikatan rangkap. Penomoran rantai atom C dimulai dari ujung terdekat ikatan rangkap.
Contoh :
5CH3 – 4CH2 – 3CH = 2CH – 1CH3 : 2 – pentena
2). Alkena rantai bercabang, nama alkena didasarkan pada rantai utama, yaitu rantai atom C terpanjang yang mengandung ikatan rangkap. Penulisan cabang-cabang seperti pada alkana.
Contoh :
1CH2 = 2CH – 3CH – 4CH3 : 3-metil 1-butena
CH3
6CH3 – 5CH – 4CH – 3CH = 2CH – 1CH3 : 4-etil 5 metil 2 heksena
CH3 C2H5
b. Sifat-sifat Alkena
Sifat-sifat alkena dibedakan menjadi dua, yaitu :
1. Sifat-sifat fisis alkena. Titik leleh dan titik didih alkena meningkat dengan bertambahnya rantai atom karbon (C). Pada suhu kamar, suku-suku rendah berwujud gas, suku sedang berwujud cair, dan suku-suku tinggi berwujud padat.
2. Sifat-sifat kimia alkena. Alkena jauh lebih reaktif dibandingkan alkana. Alkena dapat mengalami reaksi adisi (penjenuhan/pemutusan ikatan rangkap) dan reaksi polimerisasi (penggabungan monomer menjadi polimer). Alkena juga mudah terbakar.
Contoh :
a. Adisi alkena dengan halogen.
Reaksi adisi alkena dengan halogen (F2, Cl2, Br2, I2) menghasilkan alkil halida sedangkan dengan hydrogen menghasilkan alkana.
CH2 = CH2 + Cl2 ------- Cl – CH2 – CH2 – Cl
etena klorin 1,2 – dikloroetana
CH2 = CH2 + H2 -------- CH3 – CH3
etena etana
b. Adisi alkena dengan asam halida
Alkena juga dapat mengalami reaksi adisi dengan asam halida (HF, HBr, HCl, HI) dan berlaku aturan Markovnikov, yaitu jika atom karbon yang berikatan rangkap mengikat jumlah atom hydrogen yang berbeda, maka atom halida akan terikat pada atom karbon yang sedikit mengikat hidrogen
CH3 – CH = CH2 + HCl ------- CH3 – CH – CH3
Cl
1 – propena 2 – kloropropana
c. Reaksi polimerisasi pada alkena :
katalis
N(CH2 = CH2) -------- (CH2)n
etena polietena
d. Reaksi pembakaran alkena :
CH2 = CH2(g) + 3O2(g) ------- 2CO2(g) + 2H2O(g)
C. Kegunaan Alkena
Sebagai bahan baku industri : plastik, karet sintetis, dan alkohol
1. Menentukan rumus umum alkena
Diketahui data rumus molekul dan rumus struktur beberapa senyawa alkena berikut:
| Nama Senyawa | Rumus Molekul | Rumus Struktur |
| Etena | C2H4 | CH2 = CH2 |
| Propena | C3H6 | CH2 = CH – CH3 |
| 1-butena | C4H8 | CH2 = CH – CH2 – CH3 |
| 1-pentena | C5H10 | CH2 = CH – CH2 – CH2 – CH3 |
| 1-heksena | C6H12 | CH2 = CH – CH2 – CH2 – CH2 – CH3 |
a. Dari data rumus molekul alkena di atas, jika jumlah atom C = n, maka jumlah atom H = …., jadi rumus umum alkena adalah ….
b. Pada rumus struktur alkena terdapat …. Sehingga alkena tergolong hidrokarbon ….
2. Penamaan alkena
a. Berdasarkan tatanama alkena menurut IUPAC, beri nama senyawa-senyawa berikut :
| Rumus Struktur | Nama Senyawa |
| CH3 – CH2 – CH = CH – CH2 – CH3 | .............................................. |
|
CH3 – C = CH – CH – CH3 C2H5 CH3 |
.............................................. |
|
CH3 – CH – CH = CH – CH – CH2 – CH3 CH3 C2H5 |
.............................................. |
|
CH2 = C – CH2 – CH – CH – CH2 – CH3 C2H5 C2H5 CH3 |
.............................................. |
| (CH3)3 C – CH2 – C(CH3) CH CH3 | .............................................. |
| CH2 C(CH3) – CH2 – CH(CH3) – (CH2)2 – CH3 | .............................................. |
b. Tuliskan nama struktur senyawa-senyawa berikut :
| Rumus Senyawa | Nama Senyawa |
| 3-metil -2-pentena | ............................................... |
| 3-etil -2-metil 1-heksena | ............................................... |
| 2,4,6-trimetil -3-oktena | ............................................... |
| 2-etil -3,5-dimetil 1-heptena | ............................................... |
| 2,5-dimetil -2 -heksena | ............................................... |
3. Alkuna
Alkuna merupakan senyawa hidrokarbon alifatik tak jenuh yang mengandung satu ikatan rangkap tiga
Nama-nama alkuna sesuai nama alkana dengan mengganti akhiran –ana dengan –una,
Senyawa deret alkuna adalah C2H2 (etuna), C3H4 (propuna), C4H6(butuna), C5H8 (pentuna) dan seterusnya.
a. Tatanama alkuna
Tatanama alkuna seperti pada alkena
Contoh :
b. Sifat-sifat alkuna
Sifat-sifat alkuna dibedakan menjadi dua :
a) Sifat fisis alkuna
Sifat fisis alkuna mirip dengan alkana dan alkena. Hal ini dikarenakan alkuna bersifat nonpolar, mempunyai gaya antarmolekul yang lemah, dan memiliki massa molekul relatif (Mr), yang hampir sama dengan alkana dan alkena. Kecenderungan titik didih alkuna juga naik dengan pertambahan nilai Mr.
b) Sifat kimia alkuna
Alkuna mudah bereaksi seperti halnya alkena, karena sama-sama memiliki ikatan rangkap. Alkuna dapat mengalami tiga jenis reaksi, yaitu reaksi adisi, polimerisasi adisi, dan substitusi. Di samping itu, jika energi yang tersedia cukup, alkuna juga dapat bereaksi melalui reaksi pembakaran.
Contoh :
a. Reaksi adisi pada alkuna dengan halogen.
b. Reaksi polimerisasi adisi alkuna :
c. Reaksi pembakaran alkuna :
C. Kegunaan alkuna
Senyawa alkuna yang terkenal adalah gas etuna / asetilena / gas karbit yang digunakan untuk mengelas logam.
Diketahui data rumus molekul dan rumus struktur beberapa alkuna berikut :
| Nama Senyawa | Rumus Molekul | Rumus Struktur |
| Etuna | C2H2 | CH º CH |
| Propuna | C3H4 | CH º C – CH3 |
| 1-butuna | C4H6 | CH º C – CH2 – CH3 |
| 1-pentuna | C5H8 | CH º C – CH2 – CH2 – CH3 |
| 1-heksuna | C6H10 | CH º C – CH2 – CH2 – CH2 – CH3 |
a. Dari data rumus molekul alkuna di atas, jika jumlah atom C = n, maka jumlah atom H = …., jadi rumus umum alkuna adalah ….
b. Pada rumus struktur alkuna terdapat …. sehingga alkuna tergolong hidrokarbon ….
2. Penamaan Alkuna
a. Berdasarkan tatanama alkuna menurut IUPAC beri nama senyawa-senyawa berikut pada tabel berikut :
b. Tuliskan rumus struktur senyawa-senyawa dalam tabel berikut!
| Rumus Senyawa | Nama Senyawa |
| 3-metil- 1-pentuna | ……………………………………………… |
| 4,4 -dimetil -2-heksuna | ……………………………………………… |
| 5-etil- 2-heptuna | ……………………………………………… |
| 5,6-trimetil -3- oktuna | ……………………………………………… |
| 3-etil -3,4-dimetil -1-heksuna | ……………………………………………… |
D. Hubungan Titik Didih Senyawa Hidrokarbon dengan Massa Molekul Relatif dan Strukturnya
Titik didih senyawa hidrokarbon dipengaruhi oleh massa molekul relatif senyawa dan struktur senyawa. Semakin besar massa molekul relatif (Mr) senyawa hidrokarbon atau semakin panjang rantai karbon semakin tinggi titik didihnya. Pada rumus molekul yang sama hidrokarbon bercabang titik didihnya lebih tinggi daripada hidrokarbon rantai lurus dan semakin banyak cabang semakin rendah titik didihnya.
E. ISOMER
Isomer adalah senyawa-senyawa karbon yang mempunyai rumus molekul sama tetapi rumus strukturnya berbeda.
Perbedaan struktur isomer-isomer menyebabkan perbedaan sifat fisis maupun sifat kimianya.
Isomer dibedakan menjadi isomer struktur dan isomer ruang, isomer struktur meliputi isomer rangka, isomer posisi dan isomer fungsi. Sedangkan isomer ruang meliputi isomer geometri dan isomer optik.
1. Isomer pada Alkana
Jenis isomer pada alkana adalah isomer rangka. Terjadi karena perbedaan susunan (kerangka) atom C pada rantai karbon .
Isomer pada alkana mulai terdapat pada butana (C4H10) yang mempunyai 2 isomer, yaitu:
CH3 – CH2 – CH2 – CH3 : n - butana (titik didih = 0,5oC, titik lebur = -138,4oC)
CH3 – CH – CH3 : 2 - metil propana (titik didih = -11,7oC, titik lebur = -159,6oC)
CH3
2. Isomer pada Alkena
Jenis isomer pada alkena adalah isomer posisi , isomer rangka dan isomer geometri.
Keisomeran pada alkena dimulai dari rantai terpendek ditemukan pada butena (C4H8). Sedangkan etena dan propena tidak menunjukkan keisomeran.
Jenis isomer yang dimiliki alkena adalah :
i. Isomer kerangka.
Terjadi perbedaan rantai atau kerangka atom karbonnya.
ii. Isomer posisi.
Isomer posisi terjadi karena perbedaan letak ikatan rangkapnya.
iii. Isomer geometri atau isomer cis-trans.
somer geometri adalah isomer yang disebabkan oleh perbedaan letak gugus sejenis pada atom C yang mengandung ikatan rangkap.
Contoh :
¨ Isomer pada butena (C4H8)
CH2 = CH – CH2 – CH3 : 1 – butena
CH3 – CH = CH – CH3 : 2 – butena
CH2 = C – CH3 : 2 – metil propena
CH3
1-butena dan 2-butena : isomer posisi
1-butena dan 2-metil propena : isomer rangka
¨ Isomer geometri (cis-trans) pada 2-butena
cis : kedudukan atom atau gugus sejenis sepihak (pada sisi sama) dari ikatan C = C
trans : kedudukan atom atau gugus sejenis berseberangan dari ikatan C = C
3. Isomer pada Alkuna
Jenis keisomeran pada alkuna adalah isomer kerangka dan isomer posisi.
Contoh :
Isomer pada pentuna
1-pentuna dan 2-metil 1-butuna : isomer rangka
1-pentuna dan 2-pentuna : isomer posisi
G. MINYAK BUMI
1. Proses Pembentukan Minyak Bumi dan Gas Alam
Minyak bumi dan gas alam terbentuk dari proses pelapukan jasad renik baik hewan maupun tumbuhan yang terkubur dalam kerak bumi selama berjuta-juta tahun yang lalu. Sisa-sisa organisme ini mengendap di dasar lautan dan terpendam dalam lapisan kulit bumi. Karena pengaruh dan tekanan tinggi bakteri anaerob menguraikan sisa-sisa jasad renik menjadi minyak dan gas yang terkumpul dalam batu berpori. Akibat aksi kapiler minyak bumi dan gas alam bergerak perlahan-lahan ke atas dan jika terhalang batuan tak berpori terjadilah penggumpalan minyak bumi dan gas alam dalam batuan tersebut.
2. Komponen Utama Penyusun Minyak Bumi
Minyak bumi merupakan campuran kompleks yang sebagian besar terdiri atas senyawa hidrokarbon. Komponen utama minyak bumi adalah alkana dan sikloalkana. Komponen lainnya adalah hidrokarbon aromatik, alkena dan berbagai senyawa anorganik yang mengandung belerang, nitrogen dan oksigen serta senyawa organologam.
1. Gambar di bawah ini memperlihatkan terdapatnya minyak bumi dan gas alam yang terperangkap dalam cekungan batu tak berpori.
Jelaskan bagaimana proses pembentukan minyak bumi dan gas alam sehingga minyak bumi dan gas alam terdapat seperti pada gambar di atas.
Jawab : .......................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
2. Minyak bumi mengandung komponen utama alkana (n – heptana dan 2,2,4-trimetil pentana), sikloalkana (metil siklopentana dan etil sikloheksana). Tuliskan rumus struktur dari :
a. n – heptana
Jawab : ..................................................................................................................
b. 2,2,4-trimetil pentana
Jawab : ..................................................................................................................
c. metil siklo pentana
Jawab : ..................................................................................................................
d. etil sikloheksana
Jawab : ..................................................................................................................
3. Komponen lain dalam minyak bumi yang jumlahnya sedikit berupa senyawa aromatis, senyawa hidrokarbon tak jenuh dan senyawa anorganik.
Sebutkan contoh-contoh senyawa dalam minyak bumi yang tergolong:
a. senyawa aromatis
Jawab : ..................................................................................................................
b. senyawa hidrokarbon tak jenuh
Jawab : ..................................................................................................................
c. senyawa anorganik
Jawab : ..................................................................................................................
3. Pemisahan Fraksi Minyak Bumi
Pemisahan komponen-komponen penyusun minyak bumi dapat dilakukan melalui proses destilasi bertingkat (berfraksi) berdasarkan perbedaan titik didih fraksi pembentuk minyak bumi. Minyak bumi mentah dipanaskan ± 400oC dan dipompakan ke menara fraksionasi yang dilengkapi pelat-pelat dan sejumlah sungkup gelembung udara (buble cup). Selanjutnya fraksi minyak bumi akan terjadi pemisahan dalam menara fraksionasi berdasarkan titik didihnya. Hasil pemisahan fraksi minyak bumi adalah gas-gas, destilat (petroleum eter, nafta, bensin, kerosin, solar) dan residu (vaselin, lilin dan aspal)
1. Lengkapilah gambar bagan penyulingan bertingkat minyak bumi di bawah ini :
2. Jelaskan dasar pemisahan fraksi minyak bumi!
Jawab : .......................................................................................................................
...................................................................................................................................
3. Lengkapilah tabel berikut ini
| Fraksi | Jumlah atom C | Trayek Titik Didih (oC) | Kegunaan |
| Gas | 1 – 5 | .... | .... |
| Petrolium eter | .... | 30 – 90 | .... |
| .... | 5 – 12 | .... | Bahan bakar motor |
| .... | 12 – 18 | 180 – 250 | .... |
| Solar | .... | 250 – 300 | .... |
| .... | C16 ke atas | .... | Pelumas |
| Parafin | C20 ke atas | .... | ..... |
| .... | .... | .... | Pengeras jalan |
4. Kualitas Bensin (Gasolin)
Bensin merupakan fraksi minyak bumi yang terdiri atas campuran isomer-isomer heptana dan oktana. Bensin yang mengandung hidrokarbon rantai lurus mudah terbakar sehingga menimbulkan ketukan (knocking) yang menyebabkan mesin mudah rusak. Sedangkan bensin yang mengandung hidrokarbon bercabang tidak menimbulkan ketukan. Kualitas bensin ditentukan oleh jumlah ketukan yang ditimbulkan dan dinyatakan dengan bilangan oktan yaitu bilangan yang menunjukkan persentase isooktana dalam bensin.
Menurut perjanjian n – heptana diberi nilai bilangan oktan 0 (nol) dan iso – oktan diberi nilai bilangan oktan 100. Misalnya bensin pertamax plus memiliki bilangan oktan 98, maka dalam bensin tersebut mengandung 98 % iso oktana dan 2 % n – heptana.
Untuk meningkatkan kualitas bensin atau meningkatkan bilangan oktan bensin dapat ditambahkan zat anti knocking yaitu TEL (Tetra Ethyl Lead), Pb(C2H5)4.
Pembakaran bensin yang mengandung TEL menyebabkan pencemaran udara oleh logam timbal (Pb). Pengganti TEL dapat digunakan Metil Tersier Butyl Eter (MTBE).
Dampak pembakaran bahan bakar dapat menimbulkan pencemaran udara oleh gas buang hasil pembakaran antara lain gas CO yang sangat beracun (pembakaran tak sempurna), meningkatkan gas CO2 yang berdampak meningkatkan suhu permukaan bumi.
1. Mutu bensin dinyatakan dengan bilangan oktan. Apakah yang dimaksud dengan bilangan oktan? Jelaskan!
Jawab : .......................................................................................................................
...................................................................................................................................
2. Manakah yang lebih baik mutunya bensin dengan bilangan oktan 85 atau 92? Jelaskan apa sebabnya!
Jawab : .......................................................................................................................
...................................................................................................................................
3. Jelaskan cara meningkatkan bilangan oktan dalam bensin!
Jawab : .......................................................................................................................
...................................................................................................................................
4. Sebutkan zat yang dapat ditambahkan ke dalam bensin sebagai pengganti TEL!
Jawab : .......................................................................................................................
...................................................................................................................................
5. Jelaskan dampak negatif :
a. penambahan TEL ke dalam bensin
b. pembakaran bahan bakar yang kurang sempurna terhadap lingkungan.
Jawab :
a. ...............................................................................................................................
b. ...............................................................................................................................
1. Sebutkan komponen utama yang terkandung dalam minyak bumi!
2. Mengapa minyak bumi merupakan sumber energi yang penting?
3. Sebutkan beberapa alternatif pengganti minyak bumi!
4. Proses destilasi dilakukan dengan menggunakan menara fraksionasi. Jelaskan secara singkat bagaimana cara kerja menara fraksionasi tersebut!
5. Senyawa apakah yang dapat digunakan sebagai penentu bilangan oktan? Tuliskan rumus strukturnya!
6. Apakah artinya bensin premium dengan bilangan oktan 84?
7. Jelaskan mengapa pada pembakaran bensin dengan TEL dapat menimbulkan pencemaran udara oleh logam Pb!
Anda Bisa Download materi lengkap disini
EmoticonEmoticon