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