BAB 7HIDROKARBON

DAN MINYAK BUMI7.1 Keunikan Atom Karbon

7.2 Hidrokarbon

7.3 Keisomeran

7.4 Sifat-sifat Hidrokarbon

7.5 Minyak dan Gas Bumi (Gas Alam)

7.6 Hidrokarbon dalam Kehidupan Sehari-hari

7.7 Polusi Udara Akibat Pembakaran Bahan Bakar Fosil

Karbon dan Hidrogen dalam Senyawa Karbon

Bagan percobaan untuk menunjukkan karbon dan hidrogen dalam sampel organik. Karbon dan hidrogen akan teroksidasi menjadi karbon dioksida dan uap air. Terbentukya karbon dioksida dikenali dengan air kapur, sedangkan air dengan kertas kobalt.

Keunikan Atom Karbon

a. Karbon mempunyai 4 elektron valensi.Hal itu menguntungkan karena untuk mencapai kestabilan, karbon dapat membentuk 4 ikatan.

b. Atom karbon relatif kecilHal ini menyumbang keuntungan:1. ikatan kovalen yang dibentu karbon relatif kuat;2. karbon dapat membentuk ikatan rangkap dan ikatan rangkap tiga.

Rantai Atom KarbonAtom karbon dapat membentuk ikatan antaratom karbon berupa ikatan tunggal, ikatan rangkap, atau rangkap tiga.

Atom karbon dapat pula membentuk rantai lingkar (siklik)

Berbagai macam bentuk ikatan dan bentuk rantai karbon dalam senyawa karbon.

Perbedaan Sifat Senyawa Organik dan Senyawa AnorganikMeskipun tidak ada perbedaan sifat yang tegas, kedua kelompok senyawa tersebut mempunyai ciri umum yang berbeda.

a. Stabilitas terhadap pemanasanSenyawa organik kurang stabil terhadap pemanasan.

b. Titik cair dan titik didihSenyawa organik umumnya mempunyai titik cair dan titik didih yang relatif rendah.

c. KelarutanSenyawa organik lebih mudah larut dalam pelarut yang nonpolar, sebaliknya senyawa organik lebih mudah larut dalam pelarut polar.

d. KereaktifanReaksi-reaksi senyawa organik umumnya berlangsung lebih lambat daripada reaksi senyawa anorganik, kecuali pembakaran.

Penggolongan HidrokarbonBerdasarkan bentuk rantai karbonnya, hidrokarbon digolongkan ke dalam hidrokarbon alifatik, alisiklik, atau aromatik.

Berdasarkan jenis ikatan antaratom karbonnya, hidrokarbon dibedakan atas jenuh dan tak jenuh.

AlkanaAlkana merupakan hidrokarbon alifatik jenuh, yaitu hidrokarbon dengan rantai terbuka dan semua ikatan karbon-karbonnya merupakan ikatan tunggal.

Rumus Umum Alkana CnH2n+2

Tata Nama Alkana1. Rantai induk adalah rantai terpanjang dalam molekul

2. Cabang diberi nama alkil, yaitu sama dengan nama alkana yang sesuai tetapi akhiran ana diganti dengan il.

3. Posisi cabang ditunjukkan dengan awalan angka. Untuk itu, rantai induk diberi nomor. Penomoran dimulai dari salah satu ujung sedemikian rupa sehingga posisi cabang mendapat nomor terkecil.

4. Bila terdapat lebih dari satu cabang sejenis, nama cabang disebut sekali saja dengan diberi awalan, misalnya 2 = di, 3 = tri, 4 = tetra, 5 = petra.

5. Bila terdapat lebih dari satu jenis cabang, maka cabang-cabang tersebut ditulis sesuai dengan urutan abjad.

Kegunaan Alkana

Kegunaan alkana dalam kehidupan sehari-hari:1. Bahan bakar, misalnya elpiji, kerosin, bensin, dan solar2. Pelarut, seperti petroleum eter dan nafta.3. Sumber hidrogen, misalnya di industri amonia dan pupuk.4. Pelumas, misalnya C18H38.5. Bahan baku untuk senyawa organik lain, misalnya minyak

bumi dan gas alam merupakan bahan baku utama sintesis berbagai senyawa organik seperti alkohol dan asamn karet sintesis cuka.

6. Bahan baku industri, berbagai produk industri seperti plastik, detergen, karet sintetis, minyak rambut, dan obat gosok dibuat dari minyak bumi dan gas alam.

Alkena

Alkena adalah hidrokarbon alifatik tak jenuh dengan satu ikatan rangkap –C=C–. Senyawa yang mempunyai dua ikatan rangkap disebut alkadiena, yang mempunyai tiga ikatan rangkap disebut alkatriena.

Tata Nama Alkena

Nama alkena diturunkan dari nama alkana yang sesuai dengan mengganti akhiran ana menjadi ena.

1. Rantai induk adalah rantai terpanjang yang mengandung ikatan rangkap.

2. Penomoran dimulai dari salah satu ujung rantai induk sedemikian rupa sehingga ikatan rangkap mendapat nomor terkecil.

3. Posisi ikatan rangkap ditunjukkan dengan awalan angka, yaitu nomor dari atom karbon berikatan rangkap yang paling pinggir (nomor terkecil).

4. Penulisan cabang-cabang sama seperti pada alkana.

Rumus Umum Alkena CnH2n

Sumber dan Kegunaan AlkenaAlkena dibuat dari alkana melalui pemanasan dengan katalis, yaitu dengan proses yang disebut perengkahan atau cracking.

Alkena, khususnya suku-suku rendah adalah bahan baku industri yang sangat penting, misalnya untuk membuat:a. plastik b. karet sintetisc. alkohol

AlkunaAlkuna adalah hidrokarbon alifatik tidak jenuh dengan satu ikatan karbon-karbon rangkap –C≡C–. Senyawa yang mempunyai dua ikatan karbon rangkap tiga disebut alkadiuna, sedangkan senyawa yang mempunyai 1 ikatan karbon-karbon rangkap dan 1 ikatan karbon-karbon rangkap tiga disebut alkenuna.

Tata Nama AlkunaNama alkuna diturunkan dari nama alkana yang sesuai dengan mengganti akhiran ana menjadi una.Tata nama alkuna bercabang, yaitu pemilihan rantai induk, penomoran, dan cara penulisan, sama seperti pada alkena.

Rumus Umum Alkuna CnH2n-2

Sumber dan Kegunaan AlkunaAlkuna yang mempunyai nilai ekonomis penting hanyalah etuna (C2H2). Nama lain etuna adalah asetilena. Dalam industri, asetilena dibuat dari metana melalui pembakaran tak sempurna.

4CH4(g) + 3O2(g) 2C2H2(g) + 6H2O(g)

Dalam jumlah sedikit, asetilena dapat dibuat dari reaksi batu karbid (kalsium karbida) dengan air.

CaC2 + 2H2O Ca(OH)2 + C2H2

Pembuatan gas karbid dari batu karbid ini digunakan oleh tukang las (las karbid).

KeisomeranSenyawa-senyawa yang berbeda tetapi mempunyai rumus molekul yang sama disebut isomer.

Rumus struktur butana dan isobutana. Butana dan isobutana mempunyai rumus molekul yang sama, yaitu C4H10.

Keisomeran pada AlkenaKeisomeran pada alkena dapat berupa keisomeran struktur dan keisomeran ruang.

a. Keisomeran Struktur

b. Keisomeran Geometri

Keisomeran pada Alkuna

Keisomeran pada udapat tergolong keisomeran kerangka dan keisomeran posisi.

CH ≡C – CH2 – CH3

1-butuna

CH3 – C ≡ C – CH3

2-butuna

Sifat-sifat Fisis Hidrokarbon

Titik leleh, titik didih, dan massa jenis alkana, alkena, dan alkuna meningkat seiring dengan bertambahnya jumlah atom karbon dalam molekul.Di antara senyawa-senyawa yang berisomer, ternyata isomer bercabang mempunyai titik leleh dan titik didih yang lebih rendah.

Semua hidrokarbon sukar larut dalam air. Mereka lebih mudah larut dalam pelarut yang nonpolar seperti tetraklorometana (CCl4).

Sifat Kimia (Reaksi-reaksi) HidrokarbonReaksi-reaksi Alkana1) Pembakaran, pembakaran sempurna alkana menghasilkan CO2 dan H2O.

Contoh: C3H8 + 5O2 3CO2 + 4H2O2) Substitusi atau pergantian, atom H dari alkana dapat digantikan oleh

atom lain, khususnya halogen. Penggantian atom H oleh atom atau gugus lain disebut reaksi substitusi.

3) Perengkahan atau cracking, yaitu pemutusan rantai karbon menjadi potongan-potongan yang lebih pendek. Perengkahan dapat terjadi bila alkana dipanaskan pada suhu dan tekanan tinggi tanpa oksigen.Contoh: C14H30 C7H16 + C7H14

Reaksi-reaksi AlkenaAlkena lebih reaktif dibandingkan dengan alkana. Hal ini disebabkan adanya ikatan rangkap – C = C –. 1) Pembakaan, alkena suhu rendah mudah terbakar. Jika

dibakar di udara terbuka, alkena menghasilkan jelaga lebih banyak daripada alkana.pembakaran sempurna alkena menghasilkan gas CO2 dan uap air.

2) Adisi (penambahan = penjenuhan), yaitu penjenuhan ikatan rangkap (reaksi terpenting dari alkena).Contoh: CH2 = CH2 + H2 CH3 – CH3

3) Polimerasi, yaitu penggabungan molekul-moekul sederhana menjadi molekul besar. Molekul sederhana yang mengalami polimerasi itu disebut monomer, sedangkan hasilnya disebut polimer.Contoh: nCH2 = CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – (– CH2 – CH2

– )n

Reaksi-reaksi AlkunaReaksi-reaksi alkuna mirip dengan alkena.

Untuk menjenuhkan ikatan rangkapnya, alkuna membutuhkan pereaksi dua kali lebih banyak dibandingkan dengan alkena.

Proses Pembentukan Minyak Bumi

Pengeboran Minyak Bumi dan Gas Alam

Skema Eksplorasi Minyak dan Alat Penyulingan

Fraksi Hidrokarbon Hasil Penyulingan Minyak Bumi

Hidrokarbon dalam Kehidupan Sehari-hari

PVC

Gliserol

Isopropil alkohol

Glikol

Polietilena

Sumber Bahan Pencemaran

Pembakaran tidak sempurnaPengotor dalam bahan bakarBahan aditif dalam bahan bakar

Asap Buang Kendaraan Bermotor

Peningkatan kadar CO2 di udara mengakibatkan peningkatan suhu bumi

Belerang dioksida (SO2) jika terhisap oleh pernapasan akan membentuk asam sulfit yang akan menimbulkan rasa sakit.

Nox menimbulkan asbut (asap-kabut) atau smog yang menyebabkan berkurangnya daya pandang, iritasi mata, dan tanaman layu.

Pengubah Katalik (Catalytic Converter)Salah satu cara untuk mengurangi bahan pencemar yang berasal dari asap kendaraan bermotor adalah memasang pengubah katalik pada knalpot kendaraan.

Pada bagian pertama, karbon monoksida bereaksi dengan nitrogen monoksida membentuk karbon dioksida dan gas nitrogen.

2CO(g) + 2NO(g) 2CO2(g) + N2(g)Pada bagian berikutnya, hidrokarbon dan karbon monoksida (jika masih ada) dioksidasi membentuk karbon dioksida dan uap air.

Efek Rumah Kaca (Greenhouse Effect)

Berbagai gas dalam atmosfer melewatkan sinar tampak dan ultraviolet, tetapi menahan radiasi inframerah. Oleh karena itu, sebagian besar dari sinar matahari dapat mencapai permukaan bumi dan menghangatkan atmosfer dan permukaan bumi. Tetapi, radiasi panas yang dipancarkan permukaan bumi akan terperangkap karena diserap oleh gas-gas rumah kaca.

Hujan AsamAir hujan dengan pH yang lebih rendah dari 5,7 disebut hujan asam. Penyebabnya adalah oksida belerang (SO2 dan SO3) dan nitrogen oksida (NO2) yang larut dalam air dan membentuk asam.

Masalah yang Ditimbulkan Hujan Asam

Kerusakan hutan

Kematian biota air

Kerusakan patung dan bangunan