HIDROKARBON "ALKANA"

       Senyawa hidrokarbon merupakan senyawa karbon yang paling sederhana. Dari namanya, senyawa hidrokarbon adalah senyawa karbon yang hanya tersusun dari atom hidrogen dan atom karbon. Dalam kehidupan sehari-hari banyak kita temui senyawa hidrokarbon, misalnya minyak tanah, bensin, gas alam, plastik dan lain-lain.

KEKHASAN ATOM KARBON

• Sesuai dengan nomor golongannya (IVA), atom karbon mempunyai 4 elektron valensi. Oleh karena itu, untuk mencapai konfigurasi oktet maka atom karbon mempunyai kemampuan membentuk 4 ikatan kovalen yang relatif 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 yaitu : rantai lurus, bercabang dan melingkar ( siklik )

       Berdasarkan susunan atom karbon dalam molekulnya, senyawa karbon terbagi dalam 2 golongan besar, yaitu senyawa alifatik dan senyawa siklik. Senyawa hidrokarbon alifatik adalah senyawa karbon yang rantai C nya terbuka dan rantai C itu memungkinkan bercabang. Berdasarkan jenis ikatan antaratom karbon, senyawa hidrokarbon alifatik terbagi menjadi senyawa alifatik jenuh dan tidak jenuh. Senyawa alifatik jenuh adalah senyawa alifatik yang rantai C nya hanya berisi ikatan-ikatan tunggal saja. Golongan ini dinamakan alkana.  Senyawa alifatik tak jenuh adalah senyawa alifatik yang rantai C nya terdapat ikatan rangkap dua atau rangkap tiga. Jika memiliki rangkap dua dinamakan alkena dan memiliki rangkap tiga dinamakan alkuna.

Berikut ini akan dijelaskan lebih lanjut mengenai alkana .

ALKANA

      Adalah hidrokarbon alifatik jenuh yaitu hidrokarbon dengan rantai terbuka dan semua ikatan antar atom karbonnya merupakan ikatan tunggal. Sebagai hidrokarbon jenuh, alkana memiliki jumlah atom yang maksimum.

Alkana disebut juga parafin ( parum affinis), karena sukar bereaksi dengan senyawa lain. Secara umum, senyawa hidrokarbon ditentukan dengan jumlah C yang menyusun senyawa hidrokarbon tersebut.

Tabel 1.1 Nama awalan hidrokarbon

Tabel 1.2  Nama beberapa senyawa alkana

Berdasarkan sepuluh suku pertama deret alkana tersebut, dapat dirumuskan bahwa :

 

1.      DERET HOMOLOG ALKANA

      Terdapat tiga suku pertama pada alkana, yaitu :

a.       Metana

 Rumus elektron :                                          Rumus bangun :

Rumus molekul : CH₄

b.      Etana

Rumus electron :                                           Rumus bangun :

 

 Rumus molekul : C₂H₆

c.       Propana

Rumus electron :                                             Rumus bangun :

 

  

Rumus molekul : C₃H₈

          Alkana memiliki deret homolog (sepancaran), yaitu deretan senyawa yang mempunyai rumus umum sama, gugus sama, sifat kimia yang sama, sifat fisika meningkat. Dan setiap suku berselisih CH₂. Tabel berikut ini menunjukkan deret homolog alkana

 2.      ATOM C PRIMER, C SKUNDER, C TERSIER DAN C KUARTENER

Berdasarkan posisinya, atom karbon dalam alkana dibedakan menjadi :

a.       Karbon primer (1^o)

      Atom karbon primer merupakan atom karbon yang terikat langsung pada 1 atom karbon

      lainnya. Atom karbon primer mengikat 3 atom Hidrogen.

b.      Karbon skunder (2^o)

      Atom karbon skunder merupakan atom karbon yang terikat langsung pada 2 atom karbon

      lainnya. Atom karbon primer mengikat 2 atom Hidrogen.

c.       Karbon tersier (3^o)

      Atom karbon tersier merupakan atom karbon yang terikat langsung pada 3 atom karbon

      lainnya. Atom karbon primer mengikat 1 atom Hidrogen.

d.      Karbon kuartener (4^o)

      Atom karbon kuartener merupakan atom karbon yang terikat langsung pada 4 atom karbon

      lainnya.

3.      KEISOMERAN PADA ALKANA

      Isomer merupakan istilah yang diberikan kepada dua buah senyawa yang mempunyai rumus molekul sama, tetapi berbeda struktur atau rumus bangunnya. Keisomeran pada alkana disebut keisomeran kerangka, dimana perbedaan struktur terletak pada perbedaan kerangka atom karbonnya. Makin panjang rantai karbon maka makin banyak kemungkinan isomernya. Berikut ini keisomeran beberapa alkana :

1.      Metana (CH₄), etana (C₂H₆) dan propane (C₃H₈) tidak mempunyai isomer karena hanya ada satu struktur.

Metana     : CH₄

Etana       : CH₃ – CH₃

Propana    : CH₃ – CH₂ – CH₃

2.      Butana (C₄H₁₀) mempunyai dua isomer karena ada dua struktur yang dapat terbentuk dengan rumus molekul C₄H_10, yaitu :

3.      Pentana (C₅H₁₂) mempunyai tiga isomer, yaitu :                                           

     

Jumlah isomer alkana untuk sepuluh suku pertama adalah sebagai berikut :

4. TATA NAMA ALKANA

       Banyaknya kemungkinan struktur senyawa karbon, menyebabkan perlunya tata nama yang dapat menunjukkan jumlah atom C dan rumus strukturnya. Aturan tata nama hidrokarbon telah dikeluarkan oleh IUPAC agar dapat digunakan secara internasional.

Ada beberapa tahap dalam penamaan alkana :

Tahap satu : Temukan rantai utama hidrokarbon

a. Rantai utama adalah rantai hidrokarbon terpanjang yang ada dalam molekul.

 
b.   Jika ada dua rantai yang sama panjang, pilih salah satu yang memiliki substituen lebih banyak

Tahap dua : Nomori atom-atom dalam rantai utama

a.    Mulailah dari ujung rantai yang paling dekat dengan rantai samping untuk memberi nomor

     urut pada rantai utama.

b. Jika ada rantai samping dengan urutan yang sama dari kedua ujung, pilih salah satu ujung

   yang memiliki rantai samping kedua yang lebih dekat.

Tahap tiga : Identifikasi tiap substituen

a.    Beri nama rantai samping berdasarkan nomor urut dalam rantai utama

b. Jika ada dua substituen terikat pada satu karbon, keduanya diberi nomor yang sama.

Tahap empat: Tulis nama sebagai kata tunggal

5.      SIFAT-SIFAT ALKANA

      Deret sepancaran (homolog) merupakan satu kelompok senyawa karbon dengan rumus umum yang sama dan sifat yang mirip. Alkana merupakan satu homolog. Rumus molekul dan suku-suku yang berurutan dalam satu homolog berbeda sebesar CH_2. Sifat senyawa dalam satu homolog berubah secara berurutan sesuai dengan penambahan panjang rantai atom karbon (penambahan massa molekul relatif).

a.       Sifat fisis alkana

• Makin besar massa molekul relative alkana, makin panjang rantai karbon, makin tinggi titik leleh, titik didih, dan massa jenisnya. 
• Pada suhu kamar (25^oC), C₁ – C₄ (metana sampai butane) berwujud gas, suku-suku berikutnya berwujud cair, dan suku-suku tinggi (mulai C₁₈H₃₈) berupa zat padat. 
• Antara suatu alkana dan isomer-isomernya, ternyata isomer bercabang mempunyai titik leleh dan titik didih yang lebih rendah. 
• Semua alkana sukar larut dalam air. Hal ini disebabkan molekul alkana bersifat nonpolar, sedangkan air adalah pelarut polar.

b.      Sifat kimia alkana

• Sukar bereaksi dengan zat lain (paraffin, dari kata para  yang berarti miskin dan afinitas yang berarti daya reaksi/daya gabung). 
• Pada pembakaran sempurna dihasilkan CO2, H2O dan energy. Adapun pada pembakaran tak sempurna dihasilkan CO, H2O, dan energy. 
• Tidak larut dalam air, tapi larut dalam pelarut nonpolar.
• Makin panjang ikatan karbon, makin tinggi titik didih dan titik lelehnya.
• Senyawa alkana sebagai gas maupun zat cair digunakan untuk bahan bakar.

6.      SUMBER DAN KEGUNAAN ALKANA

      Sumber utama alkana adalah bahan bakar fosil berupa minyak bumi dan gas alam. Minyak bumi mengandung alkana mulai dari rantai pendek sampai rantai panjang, sedangkan gas alam mengandung alkana rantai pendek.

Ada dua kegunaan utama alkana, yakni :

1. Sebagai bahan bakar untuk menghasilkan listrik, menjalankan kendaraan, memasak dan lainnya.
2. Sebagai bahan baku dalam industri petrokimia.

PERMASALAHAN

Pada artikel di atas disebutkan bahwa sumber utama alkana adalah bahan bakar fosil berupa minyak bumi dan gas alam. Saat ini, sudah cukup banyak ilmuwan yang melakukan penelitian untuk menemukan alternatif bahan bakar lain selain minyak bumi, misalnya saja pemanfaatan singkong sebagai bahan bakar. Berdasarkan hal tersebut, apakah semua bahan yang dapat dijadikan bahan bakar dapat digolongkan sebagai alkana dan bagaimana penjelasan mengenai hal itu ?