Dasar Teori Alkana

of 13 /13
I. Judul Percobaan : Alkana, Alkena, dan Alkuna II. Hari/Tanggal Percobaan : Jumat, 24 Oktober 2014 pukul 07.30 WIB III. Tujuan Percobaan : 1. Membedakan jenis reaksi yang terjadi pada alkana, alkena, dan alkuna. 2. Mengetahui sifat alkana dan alkuna yang dapat dibakar. IV. Dasar Teori Alkana Alkana merupakan senyawa hidrokarbon jenuh atau hidrokarbon alifatik jenuh (Rohmadi, 2012). Hidrokarbon adalah senyawa organik yangmolekulnya tersusun dari unsur karbon dan hidrogen. Dan alifatik artinya ujung rantai tidak saling bertemu sedangkan jenuh artinya semua ikatan karbon-karbon adalah ikatan tunggal (Mutamakkin, 2011). Alkana yang paling sederhana adalah metana yang memiliki satu atom C dengan rumus kimia CH4 (Rohmadi, 2012). Alkana rantai pendek (metana dan etana) terdapat dalam atmosfer planet seperti jupiter, saturnus, uranus, dan neptunus. Di atmosfer bumi, gas metan hanya sebesar 1 ppm, sedangkan di dalam perut bumi sumber alkana adalah gas alam dan minyak. Alkana memiliki rumus umum yaitu CnH2n+2 , semua molekul alkana berbentuk tetrahedral dengan sudut ikatan mendekati 109,5 o (Mutamakkin, 2011). Sifat alkana 1. Sifat fisik

description

organik II

Transcript of Dasar Teori Alkana

I. Judul Percobaan : Alkana, Alkena, dan AlkunaII. Hari/Tanggal Percobaan : Jumat, 24 Oktober 2014 pukul 07.30 WIBIII. Tujuan Percobaan : 1. Membedakan jenis reaksi yang terjadi pada alkana, alkena, dan alkuna.2. Mengetahui sifat alkana dan alkuna yang dapat dibakar.IV. Dasar TeoriAlkana

Alkana merupakan senyawa hidrokarbon jenuh atau hidrokarbon alifatik jenuh (Rohmadi, 2012). Hidrokarbon adalah senyawa organik yangmolekulnya tersusun dari unsur karbon dan hidrogen. Dan alifatik artinya ujung rantai tidak saling bertemu sedangkan jenuh artinya semua ikatan karbon-karbon adalah ikatan tunggal (Mutamakkin, 2011). Alkana yang paling sederhana adalah metana yang memiliki satu atom C dengan rumus kimia CH4 (Rohmadi, 2012). Alkana rantai pendek (metana dan etana) terdapat dalam atmosfer planet seperti jupiter, saturnus, uranus, dan neptunus. Di atmosfer bumi, gas metan hanya sebesar 1 ppm, sedangkan di dalam perut bumi sumber alkana adalah gas alam dan minyak. Alkana memiliki rumus umum yaitu CnH2n+2 , semua molekul alkana berbentuk tetrahedral dengan sudut ikatan mendekati 109,5o (Mutamakkin, 2011).

Sifat alkana

1. Sifat fisik

a. Alkana adalah senyawa nonpolar, dengan gaya antar molekulnya adalah gaya van der Waals sehingga titik lebur dan titik didih alkana lebih rendah dari senyawa polar dengan berat molekul sama.b. Alkana dengan 1-4 atom karbon (metana, etana, propana, dan butana) pada temperatur kamar berwujud gas.c. Alkana dengan 5-17 atom karbon berwujud cair pada temperaturd. Alkana dengan atom karbon lebih dari 17 berwujud padat pada temperatur kamar.e. Alkana tidak larut dalam air, akan tetapi larut dalam pelarutnonpolar.f. Semakin banyak jumlah atom karbon,semakin tinggi titikdidihnya.g. Adanya rantai cabang pada senyawaalkana menurunkan titikdidihnya.h. Alkana lebih ringan dari air.

2. Sifat kimia

a. Alkana dan sikloalkana tidak reaktif, cukup stabil apabila dibandingkan dengan senyawa organik lainnya. Oleh karena kurang reaktif, alkana kadang disebut paraffin (berasal daribahasa Latin: parum affins, yang artinya "afinitas kecilsekali").b. Alkana dapat dibakar sempurna menghasilkan CO2 dan H2OContoh:

CH4 + 2 O2 CO2 + 2H2O

c. OksidasiAlkana sukar dioksidasi oleh oksidator lemah atau agak kuat seperti KMNO4, tetapi mudah dioksidasi oleh oksigen dari udara bila dibakar. Oksidasi yang cepat dengan oksigen yang akan mengeluarkan panas dan cahaya disebut pembakaran atau combustion.Hasil oksidasi sempurna dari alkana adalah gas karbon dioksida dan sejumlah air. Sebelum terbentuknya produk akhir oksidasi berupa CO2dan H2O, terlebih dahulu terbentuk alkohol, aldehid dan karboksilat. Alkana terbakar dalam keadaan oksigen berlebihan dan reaksi ini menghasilkan sejumlah kalor (eksoterm)CH4+ 2O2 CO2+ 2H2+ 212,8 kkal/molC4H10+ 2O2 CO2+ H2O + 688,0 kkal/molReaksi pembakaran ini merupakan dasar penggunaan hidrokarbon sebagai penghasil kalor (gas alam dan minyak pemanas) dan tenaga (bensin), jika oksigen tidak mencukupi untuk berlangsungnya reaksi yang sempurna, maka pembakaran tidak sempurna terjadi. Dalam hal ini, karbon pada hidrokarbon teroksidasi hanya sampai pada tingkat karbon monoksida atau bahkan hanya sampai karbon saja.2CH4+ 3O2 2CO + 4H2OCH4+ O2 C + 2H2OPenumpukan karbon monoksida pada knalpot dan karbon pada piston mesin kendaraan bermotor adalah contoh dampak dari pembakaran yang tidak sempurna. Reaksi pembakaran tak sempurna kadang-kadang dilakukan, misalnya dalam pembuatan carbon black, misalnya jelaga untuk pewarna pada tinta.

d. HalogenasiReaksi dari alkana dengan unsur-unsur halogen disebut reaksihalogenasi. Reaksi ini akan menghasilkan senyawa alkil halida, dimana atom hidrogen dari alkana akan disubstitusi oleh halogen sehingga reaksi ini bisa disebut reaksisubstitusi.Halogenasi biasanya menggunakan klor dan brom sehingga disebut jugaklorinasidanbrominasi. Halongen lain, fluor bereaksi secara eksplosif dengan senyawa organik sedangkan iodium tak cukup reaktif untuk dapat bereaksi dengan alkana. Laju pergantian atom H sebagai berikut H3> H2> H1. Kereaktifan halogen dalam mensubtitusi H yakni fluorin > klorin > brom > iodin. Reaksi antara alkana dengan fluorin menimbulkan ledakan (eksplosif) bahkan pada suhu dingin dan ruang gelap.

Contoh :CH4 + Cl2 CH3Cl + HCl

e. NitrasiAlkana dapat bereaksi dengan asam nitrat pada suhu 150 475oC membentuk nitroalkana dengan hasil samping uap air. Contoh :

CH4 + HO-NO2 CH3-NO2 + H2O

f. SulfonasiAlkana dapat bereaksi dengan asam sulfat berasap (oleum) menghasilkan asam alkana sulfonat dan air. Contoh :

CH4 + HO-HSO3 CH3- HSO3 + H2O

g. IsomerisasiBeberapa alkana dapat mengalami reaksi isomerisasi. Contoh :

H3C-CH2-CH2-CH3

Alkena

Alkena dan sikloalkena merupakan hidrokarbon yang memiliki satu atau lebih ikatan rangkap dua karbon-karbon. Senyawa itu dikatakan tidak jenuh karena tidak mempunyai jumlah maksimum atom yang sebetulnya dapat ditampun oleh setiap karbon. Alkena seringkali disebut olefin, suatu istilah lama yang diturunkan dari kenyataan bahwa klor mengadisi pada etilena yang berbentuk gas (C2H4) membentuk hasil yang menyerupai minyak. (Pine et al, 1988)

Sifat alkena

Menurut Justiana (2009) sifat fisika alkena ditunjukkan pada tabel berikut:

Sifat fisika alkena berhubungan erat dengan sifat alkananya yang bersesuaian. Alkena berbobot molekul rendah yang penting dalam industri petrokimia berupa gas. Alkena yang paling umum terdapat dalam laboratorium kimia berupa zat cair yang berbau menyengat. Seperti halnya alkana, alkena pun merupakan senyawa yang nisbi nonpolar yang tak larut dalam air. Sifat fisika beberapa alkena dan sikloalkena disusun dalam tabel berikut:

Sifat khas dari alkena adalah terdapatnya ikatan rangkap dua antara dua buah atom karbon. Ikatan rangkap dua ini merupakan gugus fungsional dari alkena sehingga menentukan adanya reaksi-reaksi yang khusus bagi alkena, yaitu adisi, polimerisasi dan pembakaran.1. AdisiAlkena dapat mengalami adisi Adisi adalah pengubahan ikatan rangkap (tak jenuh) menjadi ikatan tunggal (jenuh) dengan cara menangkap atom/gugus lain.Pada adisi alkena 2 atom/gugus atom ditambahkan pada ikatan rangkap C=C sehingga diperoleh ikatan tunggal C-C. Beberapa contoh reaksi adisi pada alkena: HalogenasiHalogenasi adalah adisi alkena dengan unsur halogen, X2membentuk Haloalkana, RXn.Contoh :

HidrogenasiReaksi adisi alkena dengan hidrogen sering dikenal sebagai hidrogenasi.Reaksi ini akan menghasilkan alkana.Contoh :CH2= CH2+ H2CH3 CH3CH2=CH-CH3+ H2 CH3CH2CH3

Hidrohalogenasi Hidrohalogenasi adalah reaksi alkena dengan hidrogen halida. Hasil reaksi antara alkena dengan hidrogen halida dipengaruhi oleh struktur alkena, apakah alkena simetris atau alkena asimetris.1.Alkena simetris : akan menghasilkan satu haloalkana.CH2= CH2 + HBrCH3 CH2Br2.Alkena asimetris akan menghasilkan dua haloalkana.Produk utama reaksi dapat diramalkan menggunakan aturanMarkonikov, yaitu: Jika suatu HX bereaksi dengan ikatan rangkap asimetris, maka produk utama reaksi adalah molekul dengan atom H yang ditambahkan ke atom C dalam ikatan rangkap yang terikat dengan lebih banyak atom H.

2. PolimerisasiPolimerisasi alkena terjadi berdasarkan reaksi adisi. Prosesnya mula-mula ikatan rangkap terbuka, sehingga terbentuk gugus dengan dua elektron tak berpasangan. Elektron-elektron tak berpasangan tersebut kemudian membentuk ikatan antargugsus, sehingga membentuk rantai.

3. PembakaranSeperti halnya alkana, alkena suku rendah mudah terbakar. Jika dibakar di udara terbuka, alkena menghasilkan jelaga lebih banyak daripada alkana. Hal itu terjadi karena alkena mempunyai kadar karbon lebih tinggi daripada alkana, sehingga pembakarannya menuntut lebih banyak oksigen. Pembakaran sempurna alkena menghasilkan gas CO2 dan uap airCH2=CH2+ 2 O22CO2+ 2H2O

Alkuna dan Alkadiena

Alkuna merupakan suatu golongan hidrokarbon alifatik yang mempunyai gugus fungsi berupa ikatan rangkap tiga karbonkarbon. Seperti halnya ikatan rangkap pada alkena, ikatan rangkap tiga pada alkuna juga disebut ikatan tidak jenuh. Ketidak jenuhan ikatan rangkap tiga karbon-karbon lebih besar dari pada ikatan rangkap dua pada alkena. Oleh karena itu kemampuannya bereaksi juga lebih besar. (Parlan& Wahjudi,2005)

StrukturAlkuna

Alkuna mempunyai rumus umum CnH2n-2.. Alkuna yang paling sederhana adalah etuna (C2H2) dan mempunyai rumus struktur: H C = C H . (Parlan& Wahjudi,2005) Menurut Drs. Parlan M, Sidan Drs. Wahjudi, alkuna dibedakan menjadi tiga jenis berdasarkan posisi ikatan rangkap tiganya, yaitu:

1. Alkuna terminalDisebut alkuna terminal jika ikatan rangkap tiga terletak di ujung rantaiContoh: CH C C2H52. Alkuna InternalDisebut alkuna internal jika ikatan rangkap tiganya terletak di tengah rantaiContoh: CH3 C C CH3

Ciri-ciri alkuna Hidrokarbon tak jenuh mempunyai ikatan rangkap tiga Sifat-sifatnya menyerupai alkena, tetapi lebih reaktif Pembuatan : CaC2 + H2O C2H2 + Ca(OH)2Sifat-sifat :- Suatu senyawaan endoterm, maka mudah meledak- Suatu gas, tak berwarna, baunya khas

Penggunaan etuna :Pada pengelasan : dibakar dengan O2 memberi suhu yang tinggi ( 3000oC), dipakai untuk mengelas besi dan baja- Untuk penerangan- Untuk sintesis senyawa lain

Sifat-Sifat Fisika Alkuna

Secara umum, sifat-sifat fisika alkuna mirip dengan sifat-sifat fisika alkanedan alkena. Beberapa sifat alkuna diantaranya: 1. Alkuna suku rendah pada temperature kamar berwujud gas, sedangkan yang mengandung lima atau lebih atom karbon berwujud cair2. Berat jenisnya lebih kecil dari air3. Merupakan senyawa non polar, tidak larut dalam air tetapi larut dalam pelarut-pelarut organik yang non-polar, seperti eter, benzene, dan karbon tetraklorida.4. Semakin banyak jumlah atom dan percabangan atom semakin tinggi titik didihnya

Reaksi - Reaksi AlkunaAdanya ikatan rangkap tiga yang dimiliki alkuna memungkinkan terjadinya reaksi adisi, polimerisasi, substitusi dan pembakaran.

1. Adisi Adisi Hidrogen HalidaJika ikatan rangkap tiga berada pada ujung senyawa alkuna (terminal alkyne), maka H+ akan terikat pada atom karbon sp yang telah berikatan dengan hidrogen, menghasilkan kation vynil sekunder (sesuai dengan aturan Markovnikov).

Adisi AirDengan adanya asam, senyawa alkuna mengalami reaksi adisi air.

Adisi Hidrogen Hidrogenasi katalitik menjadi alkana

Contoh :

Adisi HalogenBromin and klorin dapat mengadisi pada alkuna seperti yang terjadipada alkena.

2. Polimerisasi Alkuna

3. Reaksi Substitusi Substitusi (pengantian) pada alkuna dilakukan dengan menggantikan satu atom H yang terikat pada C=C di ujung rantai dengan atom lain.

4. Reaksi oksidasiPembakaran alkuna melibatkan reaksi antara alkuna dengan oksigen. Reaksi ini bersifat eksotermik. 2 CHCH + 5 O2 (g) 4 CO2 (g) + 2 H2O (l) V. Alat dan Bahan

1. Alat-alata. Erlenmeyer b. Gelas ukurc. Corong pemisahd. Gelas piala

2. Bahana. n-butanol 10 mlb. Asam asetat glasial 20 mlc. Asam sullfat pekat 96-98 % 3 tetesd. Larutan NaHCO3 jenuh 7 mle. MgSO4 kristal 2,5 gram