Kumpulan Laporan Kimia Analisis: Laporan Resmi Praktikum HidroKarbon Kimia Analisis

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Kimia organik ialah kimia senyawa-senyawa karbon. Hidrokarbon adalah salah satu bentuk senyawa karbon. Hidrokarbon adalah sebuah senyawa yang terdiri dari unsur karbon (C) dan hidrogen (H). Seluruh hidrokarbon memiliki rantai karbon dan atom-atom hidrogen yang berikatan dengan rantai tersebut. Karbon merupakan unsur kimia yang mempunyai simbol C dan nomor atom 6 pada tabel periodik. Karbon merupakan unsur non-logam, bervalensi 4. Karbon terdapat di dalam semua makhluk hidup dan merupakan dasar kimia organik. Unsur ini juga memiliki keunikan dalam kemampuannya untuk membentuk ikatan kimia dengan sesama karbon maupun banyak jenis unsur lain, membentuk hampir 10 juta jenis senyawa yang diketahui. Hidrogen (bahasa Latin: hydrogenium, dari bahasa Yunani: hydro: air, genes: membentuk) adalah unsur kimia pada tabel periodik yang memiliki simbol H dan nomor atom 1. Pada suhu dan tekanan standar, hidrogen tidak berwarna, tidak berbau, bersifat non-logam, bervalensi tunggal, dan merupakan gas diatomik yang sangat mudah terbakar. Dengan massa atom 1,00794 amu, hidrogen adalah unsur teringan di dunia.

Berdasarkan bentuknya hidrokarbon dibagi menjadi 2, yaitu :

1) Hidrokarbon rantai terbuka (alifatis) meliputi rantai lurus dan rantai bercabang.

Hidrokarbon alifatis dibagi menjadi 3 berdasarkan jumlah ikatannya yaitu :

a) Alkana

Sifat fisis alkana :

a. Merupakan senyawa non polar tidak larut dalam air

b. Semakin banyak atom C, semakin tinggi titik didihnya

c. Dengan melihat titik didih alkana, pada suhu biasa :

Dari CH4 sampai C4H10 berwujud gas

C5H12 sampai C17H36 berwujud cair

C18H38 dan seterusnya berwujud padat

Sifat kimia alkana :

a. Dengan halogen (F2, Cl2, Br2 dan I2) terjadi substitusi (pergantian) dengan atom H

Contoh : CH4 + Cl2 → CH3Cl + HCl

Metana Metil klorida

(kloro metana)

b. Dapat mengalami oksidasi dengan oksigen, menghasilkan energy, sehingga digunakan sebagai bahan bakar, contoh : C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O

Asal atau pembuatan alkana :

Alkana tidaklah asing dalam kehidupan sehari-hari, alkana adalah komponen utama dari gas alam dan minyak bumi. Dengan jalan penyulingan (distilasi), petroleum dapat dipisahkan menjadi beberapa fraksi.

Fraksi	Tem. Distilasi (oC)	Jumlah atom C
Gas	20	C1 – C4
Tetroleum	20 – 60	C5 – C6
Ligroin	60 – 100	C6 – C7
Gas olin alam	40 – 205	C5 – C10 dan sikloalkana
Kerosen	175 – 325	C12 – C18 dan aromatic
Gas oil	Diatas 275 cair	C12 dan lebih rantai panjang yang dihubungkan dengan struktur
Minyak pelumas	Tidak menguap
Aspal	Padat tidak menguap	Struktur polisiklis

Pembuatan alkana

Alkana rendah (metana sampai dengan pentana dan isopentana) dapat diperoleh dengan distilasi bertingkat petroleum dan gas alam. Untuk alkana diatas C5 jumlah isomer menjadi cukup banyak dan titik didhnya sangat berdekatan sehingga sukar sekali diperoleh dalam keadaan murni.

Cara pembuatan alkana dalam laboratorium :

a. Hidrogenasi alkena (senyawa tidak jenuh)

b. Reduksi alkil halide

1. Hidrolisa reagen Grignard

2. Reduksi oleh logam plus asam

3. Reaksi wartz

Hanya diperginkan untuk pembuatan alkana yang simetris, sebab bila dipergunakan dua macam alkil halide yang berbeda, maka sebagai hasilnya akan diperoleh campuran yang sukar sekali pemisahannya.

Kegunaan alkana

Kegunana alkana dalam kehidupan sehari-hari adalah sebagai berikut :

1. Bahan bakar, misalnya elpiji, kerosin, bensin, dan solar

2. Pelarut, berbagai jenis hidrokarbon, seperti petroleum eter dan nafta, digunkan sebagai pelarut dalam industry atau pencucian kering (dry cleaning)

3. Sumber hydrogen. Gas alam dana gas petroleum merupakan umber hydrogen dalam industry, misalnya industry amoniak dan pupuk.

4. Pelumas. Pelumas adalah alkana suhu tinggi (jumlah atom karbon tiap molekulnya cukup besar, misalnya C18H38)

5. Bahan baku untuk senyawa organic lain. Minyak bumi dan gas alam merupakan bahan baku utama unutk sintesis berbagai senyawa organic seperti alcohol, asam cuka dana lain-lain.

6. Bahan baku industry. Berbagai produk industry seperti plastic, deterjen, karet sintesis, minyak rambut, dan obat gosok dibuat dari minyak bumi atau gas alam. Industri yang mengolah minyak bumi dan gas ala ini disebut industry petrokimia (petroleum).

b) Alkena

Sifat fisis alkena :

1. Merupakan senyawa nonpolar

2. Semakin banyak atom C semakintinggi titik didihnya

Sifat kimia alkena :

Dapat mengalami adisi (penangkapan)

Asal dan pembuatan alkena :

Alkena dibuat dari alkana melalui pemanasan atau dengan bantuan katalisator, proses yang disebut juga perengkahan atau (cracing).

Kegunaan alkena :

Alkena, khususnya suku-suku rendah, adalah bahan baku industry yang sangat penting, misalnya untuk membuat plastic, karet sintetik dan alcohol.

c) Alkuna

Alkuna memiliki sifat seperti alkena

Alkuna yang penting yaitu etuna (asetilena) atau gas karbit yang bila dibakr akan menghasilkan suhu tinggi sehingga dipakai pada pengelasan logam-logam. Gas asetilena diperoleh dengan mereaksikan karbit dengan air.

Reaksi

CaC2 + 2H2O → Ca(OH)2 + C2H2

Karbit etuna/asetilena

Asal dan pembuatan alkuna :

Alkuna yang memepunyai nilai ekonomis penting hanyalah etuna yang disebut juga asetilena, C2H2. Dalam industry, asetilena dibuat dari metana melalui pembakaran tak sempurna.

Dalam jumlah kecil asatilena juga dapat dibuat dari reaksi batu karbit (kalsium karbida) dengan air

Gas yang dihasilkan dari reaksi batu karbit berbau tidak sedap. Sesungguhnya gas asetilena murni tidaklah berbau busuk bahkan sedikit harum. Bau busuk disebabkan adanya gas fosfil, PH 3, yang selalu dihasilkan sebagai campuran. Disamping baunya yang busuk gas fosfin juga bersifat racun.

Kegunaan alkuna :

Gas asetilena digunakan untuk mengelas besi dan baja

2) Hidrokarbon rantai tertutup (siklis) meliputi asiklis dan aromatis (benzene)

c. Alisiklis yaitu rantai karbon tertutup antara atom C dalam lingkarnya mengandumg ikatan kovalen tunggal dan sifat-sifat senyawanya menyerupai senyawa alifatis.

d. Aromatis (benzene) yaitu rantai karbon tertutup segi enam antara atom C dalam lingkarnya terdapat ikatan rangkap dan tunggal berselang-seling. Kedudukan ikatan rangkap pada senyawa karbon ini dapat berpindah-pindah posisi, peristiwa ini disebut resonansi ikatan rangkap.

Senyawa yang mengandung cincin benzena dikenal dengan nama senyawa aromatis. Senyawa aromatis ini dapat berisi sebuah cincin benzene, dua buah, tiga buah dan seterusnya.

Adanya ikatan rangkap terkonjugasi pada benzena menyebabkan benzena merupakan molekul yang relatife stabil dan bersifat khas. Kestabilan benzene ditunjukan oleh lambatnya reaksi benzene dengan halogen.

Turunan senyawa benzene :

Tata nama senyawa turunan benzena

· Molekul benzene yang kehilangan sebuah atom hydrogen (C6H5) disebut gugus fenil.

· Nama gugus disebut dahulu kemudian diikuti nama benzene

· Jika gugus yang terikat lebih dari satu, maka harus diberi nomor, dan penomoran diusahakan bernomor kecil

· Jika gugus yang diikat sama, maka dapat disebut dengan posisi :

Orto (O) untuk yang terletak pada posisi nomor 1 dan 2, meta (m) untuk yang terletak pada posisi nomor 1 dan 3, para (p) untuk yang terletak pada posisi 1 dan 4

· Jika terdapat dua gugus yang berbeda, maka salah satu gugus dianggap ebagai senyawa utama dan gugus yang lain dianggap sebagai gugus cabang (terikat)

· Urutan prioritas bagi gugus utama dan cabang adalah sebagai berikut :

COOH lebih besar OH

· Beberapa senyawa turunan benzene mempunyai nama trivial yang sering digunakan

Sifat-Sifat Senyawa Turunan Benzena :

a. Fenol merupakan senyawa yang bersifat asam, digunkan sebagi antiseptic dan sering disebut karbol. Berikut ini reaksi terhadap fenol :

1. Dengan asam nitrat akan membentuk trinitrofenol atau asam pikrat, digunakan sebagai bahan peledak.

2. Dengan natirum (atau logam alkali yang lain) menghasilkan fenoksida dan gas hydrogen.

3. Dengan basa akan membentuk garam fenoksida.

b. Alkil benzene bila dioksidasi akan menghasilkan asam benzoate, tidak tergantung pada banyaknya atom karbon pada rantai samping.

c. Reduksi terhadap nitrobenzene akan menghasilkan aniline. Nitrobenzena merupakan senyawa yang muda meledak (eksplosif), sehingga senyawa nitrobenzene sering digunakan sebagai bahan peledak. Anilina merupakan bahan untuk mensintesis zat warna tekstil. Oksidasi aniline akan menghasilakan nitrobenzena.

d. Asam benzoate atau garamnya banyak dimanfaatkan sebagai pengawet makanan.

3) Sifat Kimia

Berkaitan dengan reaksi kimia.

1) Reaksi-reaksi pada Alkana

Alkana tergolong zat yang sukar bereaksi sehingga disebut parafin yang artinya afinitas kecil. Reaksi terpenting dari alkana adalah reaksi pembakaran, substitusi dan perengkahan (cracking).

Penjelasan :

a. Pembakaran

o Pembakaran sempurna alkana menghasilkan gas CO₂ dan H₂O (uap air), sedangkan pembakaran tidak sempurna menghasilkan gas CO dan uap air, atau jelaga (partikel karbon).

b. Substitusi atau pergantian

· Atom H dari alkana dapat digantikan oleh atom lain, khususnya golongan halogen.

· Penggantian atom H oleh atom atau gugus lain disebut reaksi substitusi.

· Salah satu reaksi substitusi terpenting dari alkana adalah halogenasi yaitu penggantian atom H alkana dengan atom halogen, khususnya klorin (klorinasi).

· Klorinasi dapat terjadi jika alkana direaksikan dengan klorin.

c. Perengkahan atau cracking

§ Perengkahan adalah pemutusan rantai karbon menjadi potongan-potongan yang lebih pendek.

§ Perengkahan dapat terjadi bila alkana dipanaskan pada suhu dan tekanan tinggi tanpa oksigen.

§ Reaksi ini juga dapat dipakai untuk membuat alkena dari alkana. Selain itu juga dapat digunakan untuk membuat gas hidrogen dari alkana.

2) Reaksi-reaksi pada Alkena

o Alkena lebih reaktif daripada alkana. Hal ini disebabkan karena adanya ikatan rangkap C=C.

o Reaksi alkena terutama terjadi pada ikatan rangkap tersebut. Reaksi penting dari alkena meliputi : reaksi pembakaran, adisi dan polimerisasi.

Penjelasan :

a. Pembakaran

§ Seperti halnya alkana, alkena suku rendah mudah terbakar. Jika dibakar di udara terbuka, alkena menghasilkan jelaga lebih banyak daripada alkana. Hal ini terjadi karena alkena mempunyai kadar C lebih tinggi daripada alkana, sehingga pembakarannya menuntut / memerlukan lebih banyak oksigen.

§ Pembakaran sempurna alkena menghasilkan gas CO₂ dan uap air.

b. Adisi (penambahan = penjenuhan)

o Reaksi terpenting dari alkena adalah reaksi adisi yaitu reaksi penjenuhan ikatan rangkap.

c. Polimerisasi

· Adalah reaksi penggabungan molekul-molekul sederhana menjadi molekul yang besar.

· Molekul sederhana yang mengalami polimerisasi disebut monomer, sedangkan hasilnya disebut polimer.

· Polimerisasi alkena terjadi berdasarkan reaksi adisi.

· Prosesnya sebagai berikut :

a) Mula-mula ikatan rangkap terbuka, sehingga terbentuk gugus dengan 2 elektron tidak berpasangan.

b) Elektron-elektron yang tidak berpasangan tersebut kemudian membentuk ikatan antar gugus, sehingga membentuk rantai.

3) Reaksi-reaksi pada Alkuna

o Reaksi-reaksi pada alkuna mirip dengan alkena; untuk menjenuhkan ikatan rangkapnya, alkuna memerlukan pereaksi 2 kali lebih banyak dibandingkan dengan alkena.

Contoh :

Perhatikan Buku Paket 1B halaman 86!

o Reaksi-reaksi terpenting dalam alkena dan alkuna adalah reaksi adisi dengan H₂, adisi dengan halogen (X₂) dan adisi dengan asam halida (HX).

o Pada reaksi adisi gas HX (X = Cl, Br atau I) terhadap alkena dan alkuna berlaku aturan Markovnikov yaitu :

“ Jika atom C yang berikatan rangkap mengikat jumlah atom H yang berbeda, maka atom X akan terikat pada atom C yang sedikit mengikat atom H ”

Contoh :

“ Jika atom C yang berikatan rangkap mengikat jumlah atom H sama banyak, maka atom X akan terikat pada atom C yang mempunyai rantai C paling panjang “

Contoh :