Minggu, 22 September 2013

ALKANA



Alkana merupakan kelompok hidrokarbon yang paling sederhana  yaitu senyawa-senyawa yang hanya mengandung karbon dan hidrogen. Alkana tergolong ke dalam senyawa hidrokarbon  jenuh yaitu hidrokarbon yang semua ikatan atom karbon-karbonnya merupakan ikatan tunggal. (C-C). Rumua umum senyawa alkana adalah CnH2n+2 .
Nama-nama sepuluh alkana dengan jumlah atom karbon 1 sampai 10 terdapat pada tabel di bawah ini. Hal ini merupakan dasar nama-nama seluruh senyawa organik.
Jumlah Atom C
Rumus Molekul
Nama
1
CH4
Metana
2
C2H6
Etana
3
C3H8
Propana
4
C4H10
Butana
5
C5H12
Pentana
6
C6H14
Heksana
7
C7H16
Heptana
8
C8H18
Oktana
9
C9H20
Nonana
10
C10H22
Dekana

Sifat-Sifat Alkana
Sifat fisik
1. Semua alkana merupakan senyawa polar sehingga sukar larut dalam air. Pelarut yang baik untuk alkana adalah pelarut non polar, misalnya eter. Jika alkana bercampur dengan air, lapisan alkana berada di atas, sebab massa jenisnya lebih kecil daripada 1.
2. Pada suhu kamar, empat suku pertama berwujud gas, suku ke 5 hingga suku ke 16 berwujud cair, dan suku diatasnya berwujud padat.
3. Semakin banyak atom C, titik didih semakin tinggi. Untuk alkana yang berisomer (jumlah atom C sama banyak), semakin banyak cabang, titik didih semakin kecil.
Alkana
Rumus
Titik didih [°C]
Titik lebur [°C]
Massa jenis [g·cm3] (20 °C)
Metana
CH4
-162
-183
gas
Etana
C2H6
-89
-172
gas
Propana
C3H8
-42
-188
gas
Butana
C4H10
0
-138
gas
Pentana
C5H12
36
-130
0.626 (cairan)
Heksana
C6H14
69
-95
0.659 (cairan)
Heptana
C7H16
98
-91
0.684 (cairan)
Oktana
C8H18
126
-57
0.703 (cairan)
Nonana
C9H20
151
-54
0.718 (cairan)
Dekana
C10H22
174
-30
0.730 (cairan)
Undekana
C11H24
196
-26
0.740 (cairan)
Dodekana
C12H26
216
-10
0.749 (cairan)
Ikosana
C20H42
343
37
padat
Triakontana
C30H62
450
66
padat
Tetrakontana
C40H82
525
82
padat
Pentakontana
C50H102
575
91
padat
Heksakontana
C60H122
625
100
padat

Sifat Kimia Alkana
1). Dapat mengalami reaksi substitusi/pergantian atom bila direaksikan dengan halogen(F2, Cl2, Br2, I2)
Contoh:



2) Reaksi oksidasi / reaksi pembakaran dengan gas oksigen menghasilkan energi. Pembakaran sempurna menghasilkan CO2, pembakaran tidak sempurna menghasilkan gas CO
Reaksi yang terjadi:
CH4(g) + 2O2(g) ----->CO2(g) + 2H2O(g) + energi
CH4(g) + 1/2O2(g)------>CO(g) + 2H2O(g) + energi
3) Reaksi eliminasi
Penghilangan beberapa atom untuk membentuk zat baru. Alkana dipanaskan mengalami eliminasi dengan bantuan katalis logam Pt/Ni akan terbentuk senyawa ikatan rangkap /alkena.

Reaksi Terhadap Alkana

Alkana sangat tidak reaktif terhadap sebagian besar pereaksi. Alkana merupakan senyawa nonpolar dan hanya memiliki ikatan-ikatan sigma yang kuat. Alkana dapat bereaksi dengan oksigen dan halogen pada kondisi tertentu. Inilah beberapa reaksi yang bisa dilakukan terhadap senyawa golongan alkana.
Oksidasi
Alkana bila bereaksi dengan oksigen dalam jumlah yang memadai (teroksidasi sempurna) membentuk CO2 dan H2O disertai pembebasan panas. Contoh:
CH4 + 2 O2 → CO2 + 2H2O + panas.

Halogenasi
Alkana bereaksi dengan halogen di bawah pengaruh panas atau sinar ultraviolet. Contoh:
CH4 + Cl2 → CH3Cl + HCl
Pada contoh reaksi di atas terjadi penggantian satu atom H pada metana oleh atom halogen. Reaksi ini termasuk reaksi substitusi dan karena substitusinya halogen, maka disebut dengan halogenasi.

Melalui eksperimen, Markovnikov pada tahun 1875 memperoleh bukti bahwa dalam reaksi substitusi terdapat perbedaan laju reaksi substitusi di antara atom-atom H dalam alkana, yaitu H3˚ > H2˚ > H1˚. Pada halogenasi (kecuali fluor), ternyata bahwa kereaktifannya dalam reaksi substitusi adalah klor > brom > iod.
Nitrasi
Reaksi alkana dengan HNO3 pada suhu 150-475˚ C mengakibatkan terjadinya substitusi atom H pada alkana oleh gugus -NO2 (gugus nitro). Reaksi substitusi semacam ini dinamakan reaksi nitrasi,dan secara umum dituliskan dengan persamaan reaksi:
R-H + HO-NO2 → R-NO2 + H2O

Seperti halnya halogenasi, atom-atom H dalam alkana berbeda laju reaksinya dalam nitrasi sehingga hasil nitrasi cenderung membentuk campuran. Contoh:
CH3CH2CH3 + HNO3 → CH3CH2CH2NO2 + CH3CH(NO2)CH3

Secara industri, proses ini dilaksanakan karena produknya luas digunakan sebagai pelarut dan bahan dasar untuk pembuatan obat, bahan peledak dan insektisida.
Nitrasi berjalan dengan mudah jika terdapat karbon tertier, jika alkananya rantai lurus reaksinya sangat lambat.


Sulfonasi
Reaksi alkana dengan asam sulfat pekat berasap (oleum) menghasilkan asam alkana sulfonat dan dituliskan dengan persamaan reaksi umum:
R-H + HO-SO3H → RSO3H + H2O
Dalam reaksi di atas terjadi substitusi satu atom H pada alkana oleh gugus -SO3H dan subsritusi ini dinamakan sulfonasi. Dalam reaksi sulfonasi terbukti bahwa laju substitusi H3˚ > H2˚ > H1˚.

Aplikasi alkana
alkana penting sebagai bahan bakar dan sebagai bahan mentah untuk mensintesis senyawa-senyawa karbon lainnya. alkana banyak terdapat dalam minyak bumi, dan dapat dipisahkan menjadi bagian-bagiannya dengan distilasi bertingkat. Suku pertama sampai dengan keempat senyawa alkana (metana sampai butana) berwujud gas pada temperatur kamar. Metana biasa disebut juga gas alam yang banyak digunakan sebagai bahan bakar rumah tangga/industri. Gas propana, dapat dicairkan pada tekanan tinggi dan digunakan pula sebagai bahan bakar yang disebut LPG (liquified petroleum gas). LPG dijual dalam tangki-tangki baja dan diedarkan ke rumah-rumah. Gas butana lebih mudah mencair daripada propana dan digunakan sebagai “geretan” rokok. Alkana-alkana yang bersuhu tinggi terdapat dalam kerosin (minyak tanah), bahan bakar diesel, bahan pelumas, dan parafin yang banyak digunakan untuk membuat lilin.

Permasalahan :
Pada dasarnya alkana memiliki sifat sukar bereaksi, namun alkana dapat juga bereaksi dengan senyawa lain dengan kondisi tertentu. Alkana dapat bereaksi dengan asam nitrat menghasilkan nitroalkana, reaksi ini akan berlangsung pada suhu 150-475 o C. Lalu mengapa berlangsung pada suhu tersebut?  Apakah akan ada perbedaan hasil jika suhu yang diberikan berada pada batas bawah yaitu pada suhu 150 oC jika dibandingkan pada suhu 475 oC?  Dan apakah konsentrasi HNO3 turut mempengaruhi?
Diposting oleh di

6 komentar:

  1. Unknown23 September 2013 pukul 01.28

    Assalamu'alaikum.Wr.Wb

    Izinkan saya tuk mencoba menjawabnya..

    Seperti yang diketahui bahwa ikatan pada alkana berciri tunggal, kovalen dan nonpolar. Oleh karenanya alkana relatif stabil (tidak reaktif) terhadap kebanyakan asam, basa, pengoksidasi atau pereduksi yang dapat dengan mudah bereaksi dengan kelompok hidrokarbon lainnya.

    Karena sifatnya yang tidak reaktif tersebut, maka alkana dapat digunakan sebagai pelarut. Walaupun alkana tergolong sebagai senyawaan yang stabil, namun pada kondisi dan pereaksi tertentu alkana dapat bereaksi dengan asam sulfat dan asam nitrat, sekalipun dalam temperatur kamar.

    Hal tersebut dimungkinkan karena senyawa kerosin dan gasoline mengandung banyak rantai cabang dan memiliki atom karbon tersier yang menjadi activator berlangsungnya reaksi tersebut.

    BalasHapus
  2. Unknown23 September 2013 pukul 06.28

    Konsentrasi menyatakan pengaruh kepekatan atau zat yang berperan dalam proses reaksi. Semakin besar nilai konsentrasi, maka laju reaksi akan semakin cepat. Hal ini dikarenakan zat yang konsentrasinya besar mengandung jumlah partikel yang lebih banyak, sehingga partikel-partikelnya tersususn lebih rapat dibanding zat yang konsentrasinya rendah. Partikel yang susunannya lebih rapat, akan sering bertumbukan dibanding dengan partikel yang susunannya renggang, sehingga kemungkinan terjadinya reaksi makin besar. jadi apabila semakin besar konsentrasi maka semakin cepat pula laju reaksi dari senyawa tersebut.

    Begitu pula halnya dengan suhu. Setiap partikel selalu bergerak. dengan menaikkan temperatur, energi gerak atau energi kinetik partikel bertambah, sehingga tumbukan lebih sering terjadi. dengan frekuensi tumbukan yang semakin besar, maka kemungkinan terjadiya tumbukan efektif yang mampu enghasilkan reaksi juga semakin besar.
    Suhu atau temperatur juga mempengaruhi energi potensial suatu zat. Zat-zat yang energi potensialnya kecil, jika bertumbukan akan sukar menghasilkan tumbukan efektif. Hal ini karena zat-zat tersebut tidak mampu melampui energi aktivasi. Dengan menaikkan suhu, maka hal ini akan memperbesar energi potensial sehingga ketika bertumbukan akan menghasilkan enrgi. maka dari itu tentu saja terdapat perbedaan antara suhu 150 C dan suhu 475 C. semakin tinggi suhu yang digunakan maka semakin cepat pula reaksi yang terjadi.

    BalasHapus
  3. Unknown23 September 2013 pukul 06.30

    Alkana memiliki sifat kurang reaktif.Alkana tidak bereaksi dengan asam dan basa kuat pada suhu kamar.Reaksi antara alakan dan asam nitrat disebut nitrasi yang berlansung pada suhu 150 - 475 C dalam wujud HNO3 berupa uap air.

    Seperti yang telah disebutkan diatas,alkana tidak bereaksi dengan asam dan basa kuat pada suhu kamar,sehingga alkana apabila direaksikan dengan HNO3 harus pada suhu tertentu.

    Perbedaan hasil akan dapat dilihat jika nitrasi dilakukan pada suhu 150 dan 475 C,karena sebagaimana prinsip laju reaksi,suhu merupakan faktor yang mempengaruhi cepat dan lambatnya laju reaksi terjadi.

    Konsentrasi HNO3 turut mempengaruhi laju reaksi pada nitrasi karena HNO3 bertindak sebagai pereaksi sama halnya dengan alkana yang merupakan peraksi juga.

    BalasHapus
  4. Unknown23 September 2013 pukul 08.19

    Jawab :
    Nama : Ekin Dwi Arif K
    Nim : A1C112011

    saya ingin mencoba menjawab berdasarkan sedikit informasi yang saya dapat bila suhu tersebut kurang ataupun melebihi suhu yg ditetapkan ataupun suhu berbeda dengan apa yang sudah di atur untuk membuat senyawa bereaksi sempurna sudah pasti akan mempengaruhi dari segi energi yang dihasilkan ataupun struktur kimia yang dihasilkan , karena suhu juga sangat mempengaruhi hal tersebut.
    Alkana dapat bereaksi dengan asam nitrat pada suhu 150-4750C
    membentuk nitroalkana dengan hasil samping uap air. Contoh : CH4 + HNO3 -> CH3-NO2 + H2O

    BalasHapus
  5. lisa purnama23 September 2013 pukul 16.45

    bismillahirrohmanirrochim....
    saya akan mencoba menjawab,,
    berdasarkan literatur dan pendapat yang saya gabungkan,

    Reaksi alkana dengan HNO3 pada suhu 150-475˚ C mengakibatkan terjadinya substitusi atom H pada alkana oleh gugus -NO2 (gugus nitro). Reaksi substitusi semacam ini dinamakan reaksi nitrasi,dan secara umum dituliskan dengan persamaan reaksi:
    R-H + HO-NO2 → R-NO2 + H2O

    Seperti halnya halogenasi, atom-atom H dalam alkana berbeda laju reaksinya dalam nitrasi sehingga hasil nitrasi cenderung membentuk campuran. Contoh:
    CH3CH2CH3 + HNO3 → CH3CH2CH2NO2 + CH3CH(NO2)CH3

    telah disebutkan sebelumnya bahwa alkana sukar bereaksi. hal itu dikarenakan alkana memiliki sifat yang stabil, sehingga sukar bereaksi. alkana tidak dapat bereaksi dengan pada suhu kamar, karena ikatan pertikelnya pada suhu tersebut tidak dapat di putuskan sehingga tidak dapat berikatan dengan partikel lain. namun ,alkana dapat bereaksi dengan asam nitrat pada suhu 150- 475 derajat celsius. karena pada suhu tersebut partikel atom penyusun senyawa alkana dan asam nitrat sudah terurai, ini dibuktikan dengan terbentuknya uap air. seperti yang kita ketahui bahwa laju reaksi di pengaruhi oleh beberapa faktor , diantaranya :
    - sifat zat
    - konsentrasi
    - suhu
    - luas permukaan
    - katalis
    jadi , konsentrasi dan suhu pereaksi ( alkana dan asam nitrat) mempengaruhi jalanya reaksi nitrasi. semakin besar konsentrasi pereaksi maka jumlah partikel yang terlarut akan semakin banyak. dan jarak antar pastikel akan semakin berdekatan sehingga terjadinya tumbukan efektif akan semakin besar. semakin tinggi suhu energi kinetik molekul semakin besar, sehingga reaksi akan berjalan semakin cepat , setiap kenaikan 10 derajat maka reaksi akan berlangsung n kali lebih cepat.

    terimakasih :)

    BalasHapus
  6. Unknown24 September 2013 pukul 00.57

    suhu dan konsentrasi merupakan faktor yang mepengaruhi laju reaksi. faktor lainnya yang mempengaruhi antara lain luas permukaan sifat zat.
    jadi menurut saya, jika direaksikan pada suhu 475 C itu akan lebih baik dibandingkan dengan suhu 150 C karena suhu yang tinggi akan mempercepat laju reaksi.
    untuk konsentrasi, iya, jumlah konsentrasi mempengaruhi laju reaksi tersebut . karena seakin besar konsentrasi zat, maka semakin cepat laju reaksi nya.
    terima kasih :)

    BalasHapus

Langganan: Posting Komentar (Atom)