Hidrokarbon

Dalam bidang kimia, hidrokarbon adalah sebuah senyawa yang terdiri dari unsur atom karbon (C) dan atom hidrogen (H). Seluruh hidrokarbon memiliki rantai karbon dan atom-atom hidrogen yang berikatan dengan rantai tersebut. Istilah tersebut digunakan juga sebagai pengertian dari hidrokarbon alifatik.

Sebagai contoh, metana (gas rawa) adalah hidrokarbon dengan satu atom karbon dan empat atom hidrogen: CH₄. Etana adalah hidrokarbon (lebih terperinci, sebuah alkana) yang terdiri dari dua atom karbon bersatu dengan sebuah ikatan tunggal, masing-masing mengikat tiga atom karbon: C₂H₆. Propana memiliki tiga atom C (C₃H₈) dan seterusnya (C_nH_2·n+2).

Tipe-tipe hidrokarbon

Klasifikasi hidrokarbon yang dikelompokkan oleh tatanama organik adalah:

1. Hidrokarbon jenuh/tersaturasi (alkana) adalah hidrokarbon yang paling sederhana. Hidrokarbon ini seluruhnya terdiri dari ikatan tunggal dan terikat dengan hidrogen. Rumus umum untuk hidrokarbon tersaturasi adalah C_nH_2n+2. Hidrokarbon jenuh merupakan komposisi utama pada bahan bakar fosil dan ditemukan dalam bentuk rantai lurus maupun bercabang. Hidrokarbon dengan rumus molekul sama tetapi rumus strukturnya berbeda dinamakan isomer struktur.
2. Hidrokarbon tak jenuh/tak tersaturasi adalah hidrokarbon yang memiliki satu atau lebih ikatan rangkap, baik rangkap dua maupun rangkap tiga. Hidrokarbon yang mempunyai ikatan rangkap dua disebut dengan alkena, dengan rumus umum C_nH_2n. Hidrokarbon yang mempunyai ikatan rangkap tiga disebut alkuna, dengan rumus umum C_nH_2n-2.
3. Sikloalkana adalah hidrokarbon yang mengandung satu atau lebih cincin karbon. Rumus umum untuk hidrokarbon jenuh dengan 1 cincin adalah C_nH_2n.
4. Hidrokarbon aromatik, juga dikenal dengan arena, adalah hidrokarbon yang paling tidak mempunyai satu cincin aromatik.

Hidrokarbon dapat berbentuk gas (contohnya metana dan propana), cairan (contohnya heksana dan benzena), lilin atau padatan dengan titik didih rendah (contohnya paraffin wax dan naftalena) atau polimer (contohnya polietilena, polipropilena dan polistirena).

Ciri-ciri umum

Karena struktur molekulnya berbeda, maka rumus empiris antara hidrokarbon pun juga berbeda: jumlah hidrokarbon yang diikat pada alkena dan alkuna pasti lebih sedikit karena atom karbonnya berikatan rangkap.

Kemampuan hidrokarbon untuk berikatan dengan dirinya sendiri disebut dengan katenasi, dan menyebabkan hidrokarbon bisa membentuk senyawa-senyawa yang lebih kompleks, seperti sikloheksana atau arena seperti benzena. Kemampuan ini didapat karena karakteristik ikatan di antara atom karbon bersifat non-polar.

Sesuai dengan teori ikatan valensi, atom karbon harus memenuhi aturan “4-hidrogen” yang menyatakan jumlah atom maksimum yang dapat berikatan dengan karbon, karena karbon mempunyai 4 elektron valensi. Dilihat dari elektron valensi ini, maka karbon mempunyai 4 elektron yang bisa membentuk ikatan kovalen atau ikatan dativ.

Hidrokarbon bersifat hidrofobik dan termasuk dalam lipid.

Beberapa hidrokarbon tersedia melimpah di tata surya. Danau berisi metana dan etana cair telah ditemukan pada Titan, satelit alam terbesar Saturnus, seperti dinyatakan oleh Misi Cassini-Huygens.

Hidrokarbon sederhana dan variasinya

Penggunaan Hidrokarbon

Hidrokarbon adalah salah satu sumber energi paling penting di bumi. Penggunaan yang utama adalah sebagai sumber bahan bakar. Dalam bentuk padat, hidrokarbon adalah salah satu komposisi pembentuk aspal.

Hidrokarbon dulu juga pernah digunakan untuk pembuatan klorofluorokarbon, zat yang digunakan sebagai propelan pada semprotan nyamuk. Saat ini klorofluorokarbon tidak lagi digunakan karena memiliki efek buruk terhadap lapisan ozon.

Metana dan etana berbentuk gas dalam suhu ruangan dan tidak mudah dicairkan dengan tekanan begitu saja. Propana lebih mudah untuk dicairkan, dan biasanya dijual di tabung-tabung dalam bentuk cair. Butana sangat mudah dicairkan, sehingga lebih aman dan sering digunakan untuk pemantik rokok. Pentana berbentuk cairan bening pada suhu ruangan, biasanya digunakan di industri sebagai pelarut wax dan gemuk. Heksana biasanya juga digunakan sebagai pelarut kimia dan termasuk dalam komposisi bensin.

Heksana, heptana, oktana, nonana, dekana, termasuk dengan alkena dan beberapa sikloalkana merupakan komponen penting pada bensin, nafta, bahan bakar jet, dan pelarut industri. Dengan bertambahnya atom karbon, maka hidrokarbon yang berbentuk linear akan memiliki sifat viskositas dan titik didih lebih tinggi, dengan warna lebih gelap.

Pembakaran hidrokarbon

Saat ini, hidrokarbon merupakan sumber energi listrik dan panas utama dunia karena energi yang dihasilkannya ketika dibakar.^[7] Energi hidrokarbon ini biasanya sering langsung digunakan sebagai pemanas di rumah-rumah, dalam bentuk minyak maupun gas alam. Hidrokarbon dibakar dan panasnya digunakan untuk menguapkan air, yang nanti uapnya disebarkan ke seluruh ruangan. Prinsip yang hampir sama digunakan di pembangkit-pembangkit listrik.

Ciri-ciri umum dari hidrokarbon adalah menghasilkan uap, karbon dioksida, dan panas selama pembakaran, dan oksigen diperlukan agar reaksi pembakaran dapat berlangsung. Berikut ini adalah contoh reaksi pembakaran metana:

CH₄ + 2 O₂ → 2 H₂O + CO₂ + Energi

Jika udara miskin gas oksigen, maka akan terbentuk gas karbon monoksida (CO) dan air:

2 CH₄ + 3 O₂ → 2CO + 4H₂O

Contoh lainnya, reaksi pembakaran propana:

C₃H₈ + 5 O₂ → 4 H₂O + 3 CO₂ + Energi

C_nH_2n+2 + (3n+1)/2 O₂ → (n+1) H₂O + n CO₂ + Energi

Reaksi pembakaran hidrokarbon termasuk reaksi kimia eksotermik.

Contoh Soal dan Jawaban Hidrokarbon

1. Reaksi diatas merupakan reaksi? C₂H₆ + 3,5O₂ → 2CO₂ + 3H₂O

a) Reaksi eliminasi
b) Reaksi fisi
c) Reaksi substitusi
d) Reaksi adisi
e) Reaksi oksdasi

Jawaban : E
Pembahasan :
Senyawa alkana dibakar menggunakan oksigen, dan senyawa yang dihasilkan adalah karbon dioksida dan air. Maka, disebut dengan reaksi oksidasi.

2. Homolog tertinggi berikutnya dari C7H16 yaitu…

a) C₆H₁₄
b) C₇H­₁₀
c) C₈H₁₈
d) C₇H₁₂
e) C₇H₁₄

Jawab: C

3. Tuliskan rumus struktur dari 3-metil pentana!

Jawab :

CH3─CH2─CH─CH2─CH3

│

CH3

Berikan 1 contoh senyawa  yang memiliki  4 atom C!

Jawab :

Contohnya yaitu : 2 – metil – propane

Dimana                    metil (CH₃)                          1 atom C

propana (C₃H₈)                   3 atom C  +

Jumlah                                 4 atom C

4. Dari senyawa hidrokarbon di bawah ini, identifikasi kedudukannya dan hitung jumlahnya!

CH₃

                                           │

CH₃ – CH – CH – CH₂ – CH₃

                                    │      │

CH₂   CH₃

                                    │

CH₃

Jawab :

Dari senyawa hidrokarbon di atas terdapat 5 atom C primer, 2 atom C sekunder, 1 atom C tersier, 1 atom C kwarterner.

Dimana :

primer                  = mengikat 1 atom C

sekunder              = mengikat 2 atom C

tersier                  = mengikat 3 atom C

kwarterner           = mengikat 4 atom C

(hitung ada berapa atom C yang terikat oleh masing – masing atom C)

5. Berapa jumlah isomer  dari alkena C₅H₁₀  ! 

Jawab :

Jumlah isomer  dari alkena C₅H₁₀   adalah 5, yaitu :

1. CH₃ – CH₂ – CH₂ – CH = CH₂              pentana
2. CH₃ – CH₂ – CH = CH – CH₃              2 pentena
3. CH₃ – CH₂ – C = CH₂                           2 – metil – 1 – butena

CH₃

4. CH₃ – CH – CH = CH₂                          3 – metil – 1 – butena

CH₃

5. CH₃ – C = CH – CH₃                             2 – metil -2- butena

CH₃

Termasuk  reaksi apakah reaksi di bawah ini :

CH₃ – CH₂ = CH₂ + HI à CH₃ – CH₂ – CH₂ – I

Jelaskan !

Jawab :

Reaksi di atas termasuk reaksi adisi karena Reaksi adisi, dari ikatan rangkap dan ikatan tunggal.

6. Dalam penentuan struktur alkena dengan reaksi ozonida diperoleh pentanol dan butanol, maka alkena itu adalah…

a) 3-nonena
b) 3-oktena
c) 4-nonena
d) 5-oktena
e) 5-nonena

Jawaban: C

• • Alkena terbentuk dari bergabungnya gugus OH pada dua senyawa alkohol.

• • Reaksi ozo dengan alkena disebut ozonalisis. Pada reaksi ini dihasilkan ozonida. Hidrolisis ozonida menghasilkan bagian alkena yang ikatan rangkapnya telah terputus.

• • Pada reaksi ozonida, ternyata diperoleh pentanol dan butanol.

• Jadi alkena tersebut pada rantai karbonnya terdapat 9 karbon, dengan ikatan rangkap 2 terdapat pada atom C nomor 4.

7. Apa yang Anda bisa jelaskan dari reaksi berikut ini:

CH₄ + Cl₂ →  CH₃ + HCl

Jawab :

Merupakan halogenasi hidrokarbon dimana pada reaksi tersebut terjadi reaksi substitusi, atom H metana diganti atom atau gugus lain dimana pada reaksi tersebut atom atau gugus yang menggantinya adalah Cl₂ yang merupakan salah satu dari golongan halogen.

8. Tentukan golongan dari senyawa yang memiliki rumus molekul:
a.      C₉H₁₆
b.      C₅H₁₂

Jawab :

a.      C₉H₁₆  merupakan golangan alkuna karena jika dihitung dengan rumus  Alkuna = C_nH_2n-2  dia sesuai , yaitu : Rumus Alkuna = C₉H_2.9-2 = C₉H_18-2 = C₉H₁₆

b.      C₅H₁₂  merupakan golangan alkana karena jika dihitung dengan rumus  Alkana = C_nH_2n+2  dia sesuai , yaitu : Rumus Alkana = C₅H_2.5+2 = C₅H₁₀₊₂ = C₅H₁₂

9. Minyak dan lemak tergolong hidrokarbon. Pada suhu kamar, minyak berupa cair, sedangkan lemak padat, mengapa? Jelaskan!

Jawab :

Karena dalam minyak terdapat ikatan rangkap tidak jenuh, sedangkan dalam lemak tidak memiliki ikatan rangkap tidak jenuh. Adanya ikatan rangkap ini menimbulkan gaya antarmolekul kurang kuat sehingga minyakmudah mencair.

10. Rumus kimia senyawa hidrokarbon berikut, yang merupakan rumus kimia alkana adalah…

a) C₃H₄
b) C₄H₆
c) C₅H_{12
d) C7H12}
e) C₆H₈

Jawaban: C

Senyawa alkana memiliki rumus fungsi:

C_nH_2n+2

Maka yang termasuk senyawa alkana adalah C₅H₁₂ (pentana).

11. Zat-zat apa saja yang dapat mengadisi alkena? Sebutkan !

Jawab :

Zat-zat  yang dapat mengadisi alkena yaitu :

• Gas hidrogen (H₂)
• Halogen (F₂, Cl₂, Br₂, dan I₂)
• Asam halida (HCl, HBr, HF, dan HI)

12. Dari reaksi berikut yang manakah  senyawa hidrokarbon yang mengalami pembakaran sempurna:
a.      C₂H₈ + 3 O₂ → 2 CO + 4 H₂O
b.      C₂H₄ + 3 O₂ → 2 CO₂ + 2 H₂O

Jawab :

Pembakaran sempurna  pada senyawa hidrokarbon akan menghasilkan CO₂ dan H₂O jadi yang mengalami pembakaran sempurna adalah pada reaksi b. C₂H₄ + 3 O₂ → 2 CO₂ + 2 H₂O seperti yang kita lihat pada reaksinya menghasilkan CO₂ dan H₂O sedangkan pada reaksi a. C₂H₈ + 3 O₂ → 2CO + 4H₂O tidak mengalami pembakaran tidak sempurna karena pada hasil reaksinya tidak menghasilkan CO₂ dan H₂O melainkan CO dan H₂O.

12. Tuliskan isomer senyawa pentuna (C₅H₈)!

Jawab :

·         Isomer posisi CH≡C─CH₂─CH₂─CH₃     : 1-pentuna

CH₃─C≡C─CH₂─CH₃               : 2-pentuna

·         Isomer rantai CH≡C─CH─CH₃                  3-metil-1-butuna

………………………….       ….     CH₃

13. Apa kegunaan utama dari alkana?

Jawab :

1.     Sebagai bahan bakar untuk menghasilkan listrik, menjalankan kendaraan, memasak, dan lain-lain. Ini dikarenakan karakteristik pembakaran alkana yang sangat eksoternik.

2.      Sebagai bahan baku diindustri petrokimia.

14. Apa yang dimaksud dengan senyawa karbon organik?

Jawab :

Senyawa karbon organic adalah senyawa karbon  yang dapat disentesis  diluar tubuh makhluk hidup , misalnya karbonat, gas karbon dioksida dan karbon monoksida.

15. Apa yang menyebabkan senyawa karbon organik  berbeda dengan senyawa karbon anorganik?

Jawab :

Meskipun diantara senyawa organik dan senyawa anorganik tidak ada perbedaan yang hakiki sebagai senyawa kimia, namun yang membuatnya berbeda adalah pengkajiannya,pengkajiannya tetap dipandang perlu dipisahkan dalam cabang kimia yang spesifik.Secara garis besar alasan yang melandasi pemisahan bidang kajian kimia organik dan kimia anorganik adalah :

·         jumlah senyawa organik jauh lebih banyak daripada senyawa anorganik

·         semua senyawa organik mengandung atom karbon, yang mempunyai keunikan dalam hal kemampuannya membentuk rantai dengan sesama atom karbon, dan mempunyai sifat-sifat khas.

Untuk lebih jelas lagi dapat dilihat dari tabel di bawah ini :

16. Di antara senyawa hidrokarbon berikut yangsedikit larut dalam air yaitu…

a) 3-metil-pentana
b) 3-metil-1-pentena
c) 2,2-dimetil-pentana
d) n-oktana
e) 4-etil-2-metil-oktana

Jawab : B

17. Sebutkan apa saja kekhasan dari atom karbon?

Jawab :

Kekhasan atom karbon yaitu sebagai berikut :

–          Atom Karbon Memiliki 4 Elektron Valensi. Berdasarkan konfigurasi keenam elektron yang dimiliki atom karbon didapatkan bahwa elektron valensi yang dimilikinya adalah 4. Untuk mencapai kestabilan, atom ini masih membutuhkan 4 elektron lagi dengan cara berikatan kovalen. Tidak ada unsur dari golongan lain yang dapat membentuk ikatan kovalen sebanyak 4 buah dengan aturan oktet.

–          Atom Unsur Karbon Relatif Kecil. Ditinjau dari konfigurasi elektronnya, dapat diketahui bahwa atom karbon terletak pada periode 2, yang berarti atom ini mempunyai 2 kulit atom, sehingga jari-jari atomnya relatif kecil. Hal ini menyebabkan ikatan kovalen yang dibentuk relatif kuat dan dapat membentuk ikatan kovalen rangkap.

–          Atom Karbon Dapat Membentuk Rantai Karbon .Keadaan atom karbon yang demikian menyebabkan atom karbon dapat membentuk rantai karbon yang sangat panjang dengan ikatan kovalen, baik ikatan kovalen tunggal, rangkap 2, maupun rangkap 3. Selain itu dapat pula membentuk rantai lingkar (siklik).

4. Keistimewaan atom karbon yang dapat membentuk ikatan kovalen sebanyak 4 buah dan kemampuannya dalam membentuk rantai karbon, menyebabkan atom karbon mempunyai kedudukan yang berbeda-beda. Sebutkan apa saja kedudukan tersebut?

Jawab :

Kedudukan tersebut adalah:

• Atom karbon primer, yaitu atom karbon yang terikat langsung pada 1 atom karbon yang lain.
•  Atom karbon sekunder, yaitu atom karbon yang terikat langsung pada 2 atom karbon yang lain.
•  Atom karbon tersier, yaitu atom karbon yang terikat langsung pada 3 atom karbon yang lain.
• Atom karbon kuarterner, yaitu atom karbon yang terikat langsung pada 4 atom karbon yang lain.

5. Bagaiman susunan penamaan senyawa karbon yang tepat ?

Jawab :

Susunan penamaan senyawa karbon yang tepat adalah urutan no posisi cabang – nama cabang – rantai utama

Sudah menurut aturan.    Contoh :

2 – metil – 3 – propena

│       │                │

no   nama     rantai utama cabang.

18. Senyawa hidrokarbon memiliki deret homolog. Apa yang dimaksud dengan deret homolog? Jelaskan!

Jawab :

Senyawa hidrokarbon memiliki deret homolog maksudnya adalah deret pada senyawa hidrokarbon yang berbeda sebanyak gugus –CH₂– dari senyawa sebelumnya.

19. Perhatikan beberapa persamaan reaksi berikut!

1. C₄H₉COOH(aq) + CH₃OH(aq) → C₄H₉COoCH₃(aq) + H₂O(l)
2. C₃H₇Cl(aq) → C₃H₆(aq) + HCl(aq)
3. C₂H₅OH(aq) + K₂Cr₂O₇(aq) → CH₃COOH(aq)
4. C₂H₅OCH₃(aq) + H₂(g) → C₂H₅CH(OH)CH₃(aq)
5. C₆H₁₄(g) + Br₂(g) → C₆H₁₃Br(g) + Br(g)

Persamaan reaksi yang merupakan reaksi eliminasi dan adisi senyawa karbon berturut-turut ditunjukkan oleh angka ….

A. 1 dan 3
B. 2 dan 4
C. 3 dan 5
D. 4 dan 1
E. 5 dan 2

Jawab: B

20. Sifat yang tidak benar mengenai senyawa di bawab ini yaitu…

CH₃ – CH₂ – CH₂ – CH₂ – CH₃

a) dalam suhu kamar berbentuk cair
b) tidak larut dalam air
c) titik didihnya lebih tinggi dari 2– metil–propana
d) tidak larut dalam dietil eter
e) larut dalam dietil eter

Jawab: D

21. Hidrokarbon adalah sebuah senyawa yang terdiri dari:

a) oksigen dan litium
b) unsur atom dan molekul
c) unsur dan senyawa yang dicampur
d) campuran dari NaCl dan Iodium
e) unsur karbon dan hidrogen

Jawab: E

Unsur hidrokarbon terdiri dari karbon dan hidrogen.

22. Jika suatu senyawa hidrokarbon dibakar secara sempurna dan tiap mol senyawa tersebut menghasilkan 5 mol CO₂ dan 6 mol H₂O, senyawa tersebut yaitu…

a) 2-metil-pentana
b) 3-metil-butana
c) 2,4-pentadiena
d) 2,5-dimetil-butana
e) 3-metil-pentadiena

Jawab: B

23. Pembakaran hidrokarbon menghasilkan zat-zat berikut, kecuali…

a) CO₂
b) CO
c) H₂O
d) CH₄
e) CO₂ dan H₂O

Jawab : D

24. Dua liter hidrokarbon tepat dibakar sempurna dengan 6 liter gas oksigen menghasilkan 4 liter karbon dioksida dan uap air menurut reaksi:

C_xH_y + O₂ → CO₂ + H₂O (belum setara)

Bila diukur pada suhu dan tekanan yang sama, maka rumus molekul senyawa tersebut adalah…

a) C₂H₄
b) C₃H₈
c) C₂H₆
d) C₄H₈
e) C₃H₆

Jawab: A

25. Senyawa berikut yang mempunyai isomer lebih dari satu yaitu…

a. C₂H₄
b) C₂H₄F₂
b. C₂F₆
c. C₂H₅F
d. C₂H₃Cl

Jawab: B

Bacaan Lainnya

• Kesetimbangan Kimia – Reaksi Kimia – Termodinamika, Pengaruh Suhu, Zat Murni, Jenis Kesetimbangan
• Rumus Fisika: Alat optik: Lup, Mikroskop, Teropong Bintang, Energi, Frekuensi, Gaya, Gerak, Getaran, Kalor, Massa jenis, Medan magnet, Mekanika fluida, Momen Inersia, Panjang gelombang, Pemuaian, Percepatan (akselerasi), Radioaktif, Rangkaian listrik, Relativitas, Tekanan, Usaha Termodinamika, Vektor
• Bagaimana Albert Einstein mendapatkan rumus E=mc² ?
• Jenis Virus Komputer – Cara Gratis Mengatasi Dengan Windows Defender
• Cara Menghentikan Penindasan Bullying
• Cara menjaga keluarga Anda aman dari teroris – Ahli anti-teror menerbitkan panduan praktis
• Apakah Anda Memerlukan Asuransi Jiwa? – Cara Memilih Asuransi Jiwa Untuk Pembeli Yang Pintar
• Ibu Hamil Dan Bahaya Kafein – Sayur & Buah Yang Baik Pada Masa Kehamilan
• Penyebab Dan Cara Mengatasi Iritasi Atau Lecet Akibat Pembalut Wanita
• Apakah Produk Pembalut Wanita Aman?
• Sistem Reproduksi Manusia, Hewan dan Tumbuhan
• Cara Mengenal Karakter Orang Dari 5 Pertanyaan Berikut Ini
• Kepalan Tangan Menandakan Karakter Anda & Kepalan nomer berapa yang Anda miliki?

Sumber bacaan: Physics Classroom, Tutor Vista

Pinter Pandai “Bersama-Sama Berbagi Ilmu”
Quiz | Matematika | IPA | Geografi & Sejarah | Info Unik | Lainnya | Business & Marketing