REAKSI-REAKSI KIMIA PADA SENYAWA HIDROKARBON

A.      REAKSI-REAKSI PADA ALKANA

        1. Reaksi Oksidasi

        Alkana 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 CO₂ dan H₂ O, 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/mol

C₄H₁₀ + 2O₂ → CO­₂ + H₂O + 688,0 kkal/mol

        Reaksi 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 + 4H₂O

CH₄ + O₂ → C + 2H₂O

Penumpukan 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.

       2.  Reaksi Halogenasi

       Reaksi dari alkana dengan unsur-unsur halogen disebut reaksi halogenasi. Reaksi ini akan menghasilkan senyawa alkil halida, dimana atom hidrogen dari alkana akan disubstitusi oleh halogen sehingga reaksi ini bisa disebut reaksi substitusi.

Halogenasi biasanya menggunakan klor dan brom sehingga disebut juga klorinasi dan brominasi.

Reaksi antara alkana dengan fluorin menimbulkan ledakan (eksplosif) bahkan pada suhu dingin dan ruang gelap.

CH₄  +  2F₂    →   C +  4HF

Jika campuran alkana dan gas klor disimpan pada suhu rendah dalam keadaan gelap, reaksi tidak berlangsung. Jika campuran tersebut dalam kondisi suhu tinggi atau di bawah sinar UV, maka akan terjadi reaksi yang eksoterm. Reaksi kimia dengan bantuan cahaya disebut reaksi fotokimia.

Dalam reaksi klorinasi, satu atau lebih bahkan semua atom hidrogen diganti oleh atom halogen. Contoh reaksi halogen dan klorinasi secara umum digambarkan sebagai berikut:     

Reaksi umum    :    R-H      +     Cl-Cl    →    R-Cl     +   H-Cl

Contoh               :   CH₄     +     Cl-Cl     →   CH₃Cl   +    HCl

        3.  Reaksi Sulfonasi Alkana

        Sulfonasi merupakan reaksi antara suatu senyawa dengan asam sulfat. Reaksi antara alkana dengan asam sulfat berasap (oleum) menghasilkan asam alkana sulfonat. dalam reaksi terjadi pergantian satu atom H oleh gugus –SO₃H. Laju reaksi sulfonasi H₃ > H₂ > H₁.

Contoh :

4.     Reaksi Nitrasi

        Reaksi nitrasi analog dengan sulfonasi, berjalan dengan mudah jika terdapat karbon tersier, jika alkananya rantai lurus reaksinya sangat lambat.

       5.  Reaksi Pirolisis (Cracking)

          Proses pirolisis atau cracking adalah proses pemecahan alkana dengan jalan pemanasan pada temperatur tinggi, sekitar 1000⁰ C tanpa oksigen, akan dihasilkan alkana dengan rantai karbon lebih pendek.

CH₄                          →    2H₂ + C

CH₃CH₂CH₃            →  1.     H₂ +  C₃H₆

                                       2.   CH₄ +  C₂H₄

CH₃CH₂CH₂CH₃    →  1.   H₂     +   C₄H₅

                                       2.  CH₄    +  C₃H₆

                                       3.  C₂H₆   + C₂H₆

Proses pirolisis dari metana secara industri dipergunakan dalam pembuatan karbon-black. Proses pirolisa juga dipergunakan untuk memperbaiki struktur bahan bakar minyak, yaitu, berfungsi untuk menaikkan bilangan oktannya dan mendapatkan senyawa alkena yang dipergunakan sebagai pembuatan plastik. Cracking biasanya dilakukan pada tekanan tinggi dengan penambahan suatu katalis (tanah liat aluminium silikat).

B.       REAKSI-REAKSI PADA ALKENA

   Pusat reaktivitas senyawa alkena terletak pada ikatan rangkapnya. Selain dapat diadisi (penjenuhan), ikatan rangkap alkena juga dapat dioksidasi yang diikuti dengan pemutusan. Berikut ini akan dituliskan beberapa reaksi-reaksi pada alkena.

1.         Reaksi alkena dengan halogen (halogenisasi)

      

Reaksi alkena dengan hidrogen halida (hidrohalogenasi) Hasil reaksi antara alkena dengan hidrogen halida dipengaruhi oleh struktur alkena, apakah alkena simetris atau alkena asimetris. Alkena simetris : akan menghasilkan satu haloalkana.

 

Alkena asimetris akan menghasilkan dua haloalkana. Produk utana reaksi dapat diramalkan menggunakan aturan Markonikov, 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.     Reaksi alkena dengan hidrogen (hidrogenasi)

       Reaksi ini akan menghasilkan alkana.

Alkena dapat mengalami polimerisasi. Polimerisasi adalah penggabungan molekul-molekul sejenis menjadi molekul-molekul raksasa sehingga rantai karbon sangat panjang. Molekul yang bergabung disebut monomer, sedangkan molekul raksasa yang terbentuk disebut polimer.

3.    Reaksi pembakaran alkena

      Sama halnya dengan alkana, jika alkena dibakar dengan oksigen berlebih maka pembakaran akan berlangsung dengan sempurna dan menghasilkan CO₂ dan H₂O.

CH₂=CH₂ + 3O₂ ￫ 2CO₂ + 2H₂O

C.      REAKSI-REAKSI PADA ALKUNA

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

1.          Reaksi Adisi pada Alkuna

2.         Reaksi 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 Pembakaran alkuna (reaksi alkuna dengan oksigen)

               Pembakaran alkuna melibatkan reaksi antara alkuna dengan oksigen. Reaksi ini bersifat

               eksotermik. Sama halnya dengan alkena,Jika alkuna dibakar dengan oksigen berlebih maka

               pembakaran akan berlangsung dengan sempurna dan menghasilkan CO₂ dan H₂O.

2CH≡CH + 5 O₂ ￫ 4CO₂ + 2H₂O