Senyawa Hidrokarbon: Alkana, Alkena, Alkuna

Senyawa hidrokarbon adalah senyawa yang hanya memuat unsur hidrogen (H) dan karbon (C) dengan membentuk ikatan kimia. Senyawa hidrokarbon dapat ditemui pada bensin, aspal, lilin, minyak pelumas (oli), solar, dan masih banyak lagi bahan alam. Bentuk senyawa hidrokarbon berupa senyawa kimia berupa deret panjang rantai karbon.

Atom karbon merupakan salah satu atom yang cukup banyak berada di alam yang berbentuk karbon, grafit, maupun intan. Dalam susunan tabel periodik unsur, atom karbon memiliki nomor atom 6 dengan konfigurasi elektron 6C = 1s² 2s² 2p². Banyak elektron valensi (kulit terluar) dari atom karbon berjumlah 4 elektron. Sehingga atom karbon dapat membentuk empat buah ikatan dengan atom hidrogen.

Baca Juga: Ikatan Kimia – Ion Kovalen Logam

Bentuk ikatan antara atom karbon dan hidrogen adalah ikatan kovalen yang dapat berupa ikatan kovalen tunggal, rangkap dua, atau rangkap tiga. Ada tiga jenis senyawa hidrokarbon berdasarkan ikatan kovalen pada senyawa yaitu alkana, alkena, dan alkuna.

Senyawa hidrokarbon dapat dibagi menjadi 2 yaitu senyawa hidrokarbon jenuh dan senyawa hidrokarbon tak jenuh. Senyawa hidrokarbon jenuh adalah senyawa hidrokarbon dengan ikatan rantai karbon tunggal, contohnya adalah senyawa-senyawa alkana. Sedangkan senyawa hidrokarbon tak jenuh adalah senyawa hidrokarbon dengan ikatan kovalen rangkap 2 atau 3 pada rantai karbonnya, contohnya pada senyawa alkena dan alkuna.

Apa itu senyawa alkana alkena alkuna? Apa saja perbedaan dari tiga jenis senyawa hidrokarbon tersebut? Simak masing-masing penjelasan senyawa hidrokarbon pada ulasan di bawah.

Table of Contents

• Senyawa Hidrokarbon Alkana
  • Tata nama alkana berdasarkan IUPAC:
  • Sifat-sifat senyawa alkana
• Senyawa Alkena
  • Tata nama alkena menurut IUPAC:
  • Sifat-sifat senyawa Alkena
• Senyawa Alkuna
  • Tata nama alkuna menurut IUPAC
  • Sifat-sifat alkuna:

Baca Juga: Macam – Macam Ikatan Kovalen

Senyawa Hidrokarbon Alkana

Alkana merupakan senyawa hidrokarbon yang ikatan rantai karbonnya tunggal. Rumus umum alkana dinyatakan dalam rumus umum C_nH_2n+2. Artinya, dalam senyawa alkana untuk sebanyak n atom C akan terdapat 2n + 2 atom H yang berikatan.

Deret alkana untuk 1 atom C disebut metana. Untuk 2 atom C, deret alkana C₂H₆ memiliki nama etana. Nama – nama lain untuk senyawa alkana meliputi propana, butana, pentana, heksana, heptana, oktana, nonana, dan dekana.

Rumus struktur dan rumus molekul deret alkana dapat dilihat melalui tabel homolog senyawa alkana berikut.

Dari metana ke etana mempunyai perbedaan – CH₂ – begitu pula seterusnya. Deret senyawa karbon dengan gugus fungsi sama dengan selisih sama yaitu – CH₂ – disebut deret homolog alkana.

Untuk memberi nama senyawa alkana, sobat idschool perlu memperhatikan aturan tata nama alkana yang telah disepakati secara internasional dalam konvensi IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry).

Tata nama alkana berdasarkan IUPAC:

1. Alkana rantai lurus diberi nama dengan awalan n (n = normal).
   Contoh:
   • n – butana: CH₃ – CH₂ – CH₂ – CH₃
   • n – pentana: CH₃ – CH₂ – CH₂ – CH₂ – CH₃

2. Alkana rantai bercabang mengikuti beberapa aturan seperti berikut.

• Rantai induk diambil rantai karbon terpanjang.
• Cabang merupakan gugus alkil, dengan rumus umum alkil adalah C_nH_{2n + 1}.
  Nama alkil sama dengan nama alkana dengan jumlah atom C sama, hanya akhiran – ana diganti – il.

• Jika hanya ada satu cabang maka rantai cabang diberi nomor sekecil mungkin.
• Jika alkil cabang lebih dari satu dan sejenis menggunakan awalan Yunani (di = 2, tri = 3, tetra = 4, dan seterusnya) dan jika berbeda jenis diurutkan sesuai alfabetis.

• Contoh beberapa senyawa alkana bercabang sesuai dengan senyawa-senyawa hidrokarbon berikut,

a) 2 – metil butana

b) 2,3 – dimetil butana

c) >> 3 – etil – 2 – metil pentana

Baca lebih lanjut cara memberi nama senyawa alkana.

Bentuk struktur senyawa alkana serta jumlah atom C dan H yang berikatan akan membuat setiap senyawa alkana memiliki sifat yang berbeda. Simak – Sifat – sifat alkana yang dilihat dari sisi sifat fisis dan sifat kimia berikut.

Sifat-sifat senyawa alkana

Sifat-sifat alkana meliputi dua jenis yaitu sifat fisis dan kimia. Beberapa sifat fisis dan sifat kimia dari senyawa alkana sesuai daftar berikut,

Sifat Fisis:

1. Alkana merupakan senyawa nonpolar.
2. Bentuk senyawa alkana rantai lurus pada suhu kamar berbeda – beda:
   C₁ – C₄ berwujud gas
   C₅ – C₁₇ berwujud cair
   C₁₇ ke atas berwujud padat
3. Semakin banyak jumlah atom karbon, semakin tinggi titik didihnya.
4. Adanya rantai cabang pada senyawa alkana menurunkan titik didihnya, semakin banyak cabang, titik didih makin rendah.
5. Alkana mudah larut dalam pelarut organik (pelarut nonpolar seperti CCl₄ atau sedikit polar seperti benzena) tetapi sukar larut dalam air.
6. Alkana lebih ringan dari air.

Sifat Kimia:

1. Alkana dan sikloalkana tidak reaktif, cukup stabil apabila dibandingkan dengan senyawa organik lainnya. Karena kurang reaktif, alkana kadang disebut paraffin (berasal dari bahasa Latin: parfum affin yang artinya “afinitas kecil sekali”).

2. Alkana dapat bereaksi substitusi (reaksi penggantian atom/gugus atom dengan atom/gugus atom yang lain) dengan halogen misalnya Cl. Reaksi dengan halogen tersebut dinamakan reaksi halogenasi dan menghasilkan alkil halida.
   Contoh:
   CH₄ (g) + Cl₂ (g) → CH₃Cl (g) + HCl (g)

3. Alkana dapat dibakar sempurna menghasilkan CO₂ dan H₂O. Pembakaran/oksidasi alkana bersifat eksotermik (menghasilkan kalor). Pembakaran alkana dapat berlangsung sempurna dan tidak sempurna.
   
   Pembakaran sempurna menghasilkan gas CO₂:
   Reaksi pembakaran sempurna:
   CH₄ (g) + 2 O₂ (g) → CO₂ (g) + 2 H₂O(g) + E
   
   Sedangkan pembakaran tidak sempurna menghasilkan gas CO:
   Reaksi pembakaran tak sempurna:
   2 CH₄ (g) + 3 O₂ (g) → 2 CO (g) + 4 H₂O (g) + E

4. Senyawa alkana rantai panjang dapat mengalami reaksi eliminasi. Reaksi eliminasi adalah reaksi penghilangan atom/gugus atom untuk memperoleh senyawa karbon lebih sederhana. Contoh pada reaksi eliminasi termal minyak bumi dan gas alam.

Baca Juga: Cara Menentukan Rumus Empiris dan Molekul Senyawa

Senyawa Alkena

Senyawa hidrokarbon berikutnya adalah senyawa Alkena. Definisi senyawa Alkena adalah senyawa hidrokarbon yang mempunyai ikatan rangkap dua pada rantai karbonnya. Rumus umum alkena dinyatakan melalui rumus umum C_nH_2n. Artinya, pada senyawa alkena untuk setiap n atom C akan berikatan dengan 2n atom H.

Berikut ini rumus struktur, rumus molekul, dan nama senyawa deret alkena.

Seperti dengan senyawa alkana, untuk memberi nama senyawa alkena pun perlu mengikuti ketentuan aturan penamaan senyawa alkena. Pemberian nama senyawa alkena mengikuti ketentuan tata nama alkena berdasarkan konvensi penamaan IUPAC

Tata nama alkena menurut IUPAC:

1. Rantai induk diambil rantai karbon terpanjang yang mengandung ikatan rangkap dua. Ikatan rangkap dua diberi nomor sekecil mungkin.

2. Rantai cabang diberi nomor menyesuaikan nomor ikatan rangkap dua.
   Contoh beberapa senyawa alkena:

a) 2 – metil – 1 – butena

b) 2,3 – di metil – 2 – butena

Baca lebih lanjut cara memberi nama senyawa alkena

Sifat-sifat senyawa Alkena

Alkena juga memiliki sifat – sifat yang menjadi karakteristik dari senyawa alkana. Sifat – sifat alkena yang dapat dilihat berdasarkan sifat fisika dan kimia.

Sifat Fisika:

1. Alkena memiliki sifat fisika yang hampir sama dengan alkana. Perbedaan antara senyawa alkana dan alkena terletak pada senyawa alkena yang dapat sedikit larut dalam air. Hal ini disebabkan oleh adanya ikatan rangkap yang membentuk ikatan S. Ikatan S tersebut akan ditarik oleh hidrogen dari air yang bermuatan positif sebagian.

Sifat Kimia:

1. Oksidasi: sebagaimana hidrokarbon pada umumnya, pembakaran/ oksidasi alkena juga akan menghasilkan CO₂ dan H₂O. Contoh: 2 C₃H₆ + 9 O₂ → 6 CO₂ + 6 H₂O

2. Adisi H₂: reaksi adisi merupakan reaksi pemutusan ikatan rangkap. Pada adisi alkena, ikatan rangkap berubah menjadi ikatan tunggal. Contoh: CH₂ = CH – CH₃ + H₂ → CH₃ – CH₂ – CH₃

3. Adisi halogen (F₂, Br₂, I₂): reaksi adisi oleh halogen akan memutus rantai rangkap alkena membentuk alkana. Selanjutnya halogen tersebut akan menjadi cabang/substituen dari alkana yang terbentuk.
   Reaksi umum: – CH = CH – + X₂ → – CHX – CHX –
   Contoh: CH₂ = CH₂ + Cl₂ → CH₂Cl – CH₂Cl

4. Adisi Asam Halida: adisi dengan asam halida akan memutus ikatan rangkap pada alkena menjadi alkana dengan mengikuti aturan Markovnikof. Atom H dari asam halida akan terikat pada atom karbon dari alkena tidak simetris yang memiliki atom H paling banyak. Jika atom C yang berikatan rangkap memiliki jumlah H yang sama, halida akan terikat pada atom C yang paling panjang.

Senyawa Alkuna

Bahasan selanjutnya adalah senyawa hidrokarbon – Alkuna, merupakan senyawa hidrokarbon yang mempunyai ikatan rangkap tiga pada rantai karbonnya. Rumus umum alkuna dinyatakan dalam rumus umum C_nH_2n–2. Jadi, setiap n atom C akan berikatan dengan 2n – 2 atom H.

Ketentuan nama senyawa alkuna hampir sama dengan tata nama senyawa alkena. Perbedaanya terletak pada akhiran yang digunakan. Pada senyawa alkena, nama senyawa diakhiri dengan – ena. Untuk senyawa alkuna, nama senyawa berakhiran dengan – una. Berikut ini adalah ketentuan penamaan senyawa alkuna.

Tata nama alkuna menurut IUPAC

1. Rantai induk diambil rantai karbon terpanjang yang mengandung ikatan rangkap tiga. Ikatan rangkap tiga diberi nomor sekecil mungkin.

2. Rantai cabang diberi nomor menyesuaikan nomor ikatan rangkap tiga. Beberapa contoh senyawa alkuna diberikan seperti pada senyawa-senyawa berikut.

a) 3 – metil – 1 – butana

b) 4,4 – dimetil – 2 – pentuna

c) 3 – etil – 4 – metil – 1 – pentuna

Baca lebih lanjut cara memberi nama senyawa alkuna.

Karakteristik senyawa alkuna terdapat pada sifat – sifat alkuna yang dapat dilihat berdasarkan sifat fisika dan sifat kimia senyawa.

Sifat-sifat alkuna:

Sifat Fisika: sifat fisika alkuna sama dengan alkana dan alkena, senyawa alkuna juga sedikit larut dalam air.

Sifat Kimia: meliputi oksidasi, adisi H₂, adisi halogen, dan adisi asam halida

1. Oksidasi: sebagaimana hidrokarbon pada umumnya, alkuna jika dibakar sempurna akan menghasilkan CO₂ dan H₂O.
   Contoh: C₃H₄ + 4 O₂ → 3 CO₂ + 2 H₂O

2. Adisi H₂: alkuna mengalami dua kali adisi oleh H₂ untuk menghasilkan alkana.
   Contoh: CH ≡ C – CH₃ + H₂ → CH₂ = CH – CH₃ + H₂ → CH₃ – CH₂ – CH₃

3. Adisi Halogen (X₂ = F₂, Cl₂, Br₂, I₂):
   Contoh:

4. Adisi Asam Halida (HX = HF, HCl, HBr, HI): adisi alkuna oleh asam halida mengikuti aturan Markovnikov sebagaimana pada alkena.
   Contoh:

Demikianlah tadi ulasan materi senyawa hidrokarbon yang meliputi senyawa alkana, senyawa alkena, dan senyawa alkuna. Terimakasih sudah mengunjungi idschool(dot)net, semoga bermanfaat.

Baca Juga: Bunyi Hukum Avogadro dan Penerapannya