MODUL KIMIA KELAS X SMT 2

STOIKIOMETRI adalah cabang ilmu kimia yang mempelajari hubungan kuantitatif dari komposisi zat-zat kimia dan reaksi-reaksinya.

1. HUKUM KEKEKALAN MASSA = HUKUM LAVOISIER "Massa zat-zat sebelum dan sesudah reaksi adalah tetap".

Contoh:

hidrogen + oksigen  hidrogen oksida (4g) (32g) (36g)

2. HUKUM PERBANDINGAN TETAP = HUKUM PROUST

"Perbandingan massa unsur-unsur dalam tiap-tiap senyawa adalah tetap"

Contoh:

Keuntungan dari hukum Proust:

bila diketahui massa suatu senyawa atau massa salah satu unsur yang membentuk senyawa tersebut make massa unsur lainnya dapat diketahui.

Contoh:

3. HUKUM PERBANDINGAN BERGANDA = HUKUM DALTON

"Bila dua buah unsur dapat membentuk dua atau lebih senyawa untuk massa salah satu unsur yang sama banyaknya maka perbandingan massa unsur kedua akan berbanding sebagai bilangan bulat dan sederhana".

Contoh:

Bila unsur Nitrogen den oksigen disenyawakan dapat terbentuk, NO dimana massa N : 0 = 14 : 16 = 7 : 8

NO2 dimana massa N : 0 = 14 : 32 = 7 : 16

Untuk massa Nitrogen yang same banyaknya maka perbandingan massa Oksigen pada senyawa NO : NO2 = 8 :16 = 1 : 2

4. HUKUM-HUKUM GAS

P = tekanan gas (atmosfir) V = volume gas (liter) n = mol gas

R = tetapan gas universal = 0.082 lt.atm/mol Kelvin T = suhu mutlak (Kelvin)

Perubahan-perubahan dari P, V dan T dari keadaan 1 ke keadaan 2 dengan kondisi-kondisi tertentu dicerminkan dengan hukum-hukum berikut:

A. HUKUM BOYLE

Hukum ini diturunkan dari persamaan keadaan gas ideal dengan n1 = n2 dan T1 = T2 ; sehingga diperoleh : P1 V1 = P2 V2

Contoh:

Berapa tekanan dari 0 5 mol O2 dengan volume 10 liter jika pada

temperatur tersebut 0.5 mol NH3 mempunyai volume 5 liter den tekanan 2 atmosfir ?

Jawab:

P1 V1 = P2 V2

2.5 = P2 . 10  P2 = 1 atmosfir B. HUKUM GAY-LUSSAC

"Volume gas-gas yang bereaksi den volume gas-gas hasil reaksi bile

diukur pada suhu dan tekanan yang sama, akan berbanding sebagai

bilangan bulat den sederhana".

Jadi untuk: P1 = P2 dan T1 = T2 berlaku : V1 / V2 = n1 / n2

Contoh:

Hitunglah massa dari 10 liter gas nitrogen (N2) jika pada kondisi tersebut 1 liter gas hidrogen (H2) massanya 0.1 g.

Diketahui: Ar untuk H = 1 dan N = 14

Jawab:

V1/V2 = n1/n2  10/1 = (x/28) / (0.1/2)  x = 14 gram Jadi massa gas nitrogen = 14 gram.

C. HUKUM BOYLE-GAY LUSSAC

Hukum ini merupakan perluasan hukum terdahulu den diturukan dengan keadaan harga n = n2 sehingga diperoleh persamaan:

P1 . V1 / T1 = P2 . V2 / T2 D. HUKUM AVOGADRO

"Pada suhu dan tekanan yang sama, gas-gas yang volumenya sama mengandung jumlah mol yang sama. Dari pernyataan ini ditentukan

bahwa pada keadaan STP (0o _{C 1 atm) 1 mol setiap gas volumenya 22.4}

Contoh:

Berapa volume 8.5 gram amoniak (NH3) pada suhu 27o _{C dan tekanan 1}

atm ?

(Ar: H = 1 ; N = 14)

Jawab:

85 g amoniak = 17 mol = 0.5 mol

Volume amoniak (STP) = 0.5 x 22.4 = 11.2 liter Berdasarkan persamaan Boyle-Gay Lussac: P1 . V1 / T1 = P2 . V2 / T2

1 x 112.1 / 273 = 1 x V2 / (273 + 27)  V2 = 12.31 liter

1. Massa Atom Relatif (Ar)

merupakan perbandingan antara massa 1 atom dengan 1/12 massa 1 atom karbon 12

2. Massa Molekul Relatif (Mr)

merupakan perbandingan antara massa 1 molekul senyawa dengan 1/12 massa 1 atom karbon 12.

Massa molekul relatif (Mr) suatu senyawa merupakan penjumlahan dari massa atom unsur-unsur penyusunnya.

Contoh:

Jika Ar untuk X = 10 dan Y = 50 berapakah Mr senyawa X2Y4 ?

Jawab:

Mr X2Y4 = 2 x Ar . X + 4 x Ar . Y = (2 x 10) + (4 x 50) = 220

1 mol adalah satuan bilangan kimia yang jumlah atom-atomnya atau molekul-molekulnya sebesar bilangan Avogadro dan massanya = Mr senyawa itu. Jika bilangan Avogadro = L maka :

L = 6.023 x 1023

1 mol atom = L buah atom, massanya = Ar atom tersebut.

1 mol molekul = L buah molekul massanya = Mr molekul tersehut.

Contoh:

Berapa molekul yang terdapat dalam 20 gram NaOH ?

Jawab:

Mr NaOH = 23 + 16 + 1 = 40

mol NaOH = massa / Mr = 20 / 40 = 0.5 mol

Banyaknya molekul NaOH = 0.5 L = 0.5 x 6.023 x 1023 = 3.01 x 1023 _molekul.

PERSAMAAN REAKSI MEMPUNYAI SIFAT

1.

Jenis unsur-unsur sebelum dan sesudah reaksi selalu sama

2.

Jumlah masing-masing atom sebelum dan sesudah reaksi selalu sama

3. Perbandingan koefisien reaksi menyatakan perbandingan mol (khusus yang berwujud gas perbandingan koefisien juga menyatakan perbandingan volume asalkan suhu den tekanannya sama)

Contoh: Tentukanlah koefisien reaksi dari HNO3 (aq) + H2S (g)  NO (g) + S (s) + H2O (l)

Cara yang termudah untuk menentukan koefisien reaksinya adalah dengan memisalkan koefisiennya masing-masing a, b, c, d dan e sehingga:

a HNO3 + b H2S  c NO + d S + e H2O

Berdasarkan reaksi di atas maka

atom N : a = c (sebelum dan sesudah reaksi) atom O : 3a = c + e  3a = a + e  e = 2a

atom H : a + 2b = 2e = 2(2a) = 4a  2b = 3a  b = 3/2 a

atom S : b = d = 3/2 a

Maka agar terselesaikan kita ambil sembarang harga misalnya a = 2 berarti: b = d = 3, dan e = 4 sehingga persamaan reaksinya :

Hitungan kimia adalah cara-cara perhitungan yang berorientasi pada hukum-hukum dasar ilmu kimia.

Dalam hal ini akan diberikan bermacam-macam contoh soal hitungan kimia beserta pembahasanya.

Contoh-contoh soal :

1. Berapa persen kadar kalsium (Ca) dalam kalsium karbonat ? (Ar: C = 12 ; O= 16 ; Ca=40)

Jawab :

1 mol CaCO, mengandung 1 mol Ca + 1 mol C + 3 mol O Mr CaCO3 = 40 + 12 + 48 = 100

Jadi kadar kalsium dalam CaCO3 = 40/100 x 100% = 40%

2. Sebanyak 5.4 gram logam alumunium (Ar = 27) direaksikan dengan asam klorida encer berlebih sesuai reaksi :

2 Al (s) + 6 HCl (aq) 2 AlCl3 (aq) + 3 H2 (g)

Berapa gram aluminium klorida dan berapa liter gas hidrogen yang dihasilkan pada kondisi standar ?

Jawab:

Dari persamaan reaksi dapat dinyatakan 2 mol Al x 2 mol AlCl3  3 mol H2 5.4 gram Al = 5.4/27 = 0.2 mol Jadi:

AlCl3 yang terbentuk = 0.2 x Mr AlCl3 = 0.2 x 133.5 = 26.7 gram

Volume gas H2 yang dihasilkan (0o _{C, 1 atm) = 3/2 x 0.2 x 22.4 = 6.72 liter}

3. Suatu bijih besi mengandung 80% Fe2O3 (Ar: Fe=56; O=16). Oksida ini direduksi dengan gas CO sehingga dihasilkan besi.

Berapa ton bijih besi diperlukan untuk membuat 224 ton besi ?

Jawab:

1 mol Fe2O3 mengandung 2 mol Fe

maka : massa Fe2O3 = ( Mr Fe2O3/2 Ar Fe ) x massa Fe = (160/112) x 224 = 320 ton Jadi bijih besi yang diperlukan = (100 / 80) x 320 ton = 400 ton

garam tersebut menjadi 15.95 gram. Berapa banyak air kristal yang terkandung dalam garam tersebut ?

Jawab :

misalkan rumus garamnya adalah CuSO4 . xH2O

CuSO4 . xH2O  CuSO4 + xH2O

24.95 gram CuSO4 . xH2O = 159.5 + 18x mol 15.95 gram CuSO4 = 159.5 mol = 0.1 mol

menurut persamaan reaksi di atas dapat dinyatakan bahwa:

banyaknya mol CuS04 . xH2O = mol CuSO4; sehingga persamaannya 24.95/ (159.5 + 18x) = 0.1  x = 5

Jadi rumus garamnya adalah CuS04 . 5H2O

Rumus Empiris dan Rumus Molekul

Rumus empiris adalah rumus yang paling sederhana dari suatu senyawa.

Rumus ini hanya menyatakan perbandingan jumlah atom-atom yang terdapat dalam molekul.

Rumus empiris suatu senyawa dapat ditentukan apabila diketahui salah satu: - massa dan Ar masing-masing unsurnya

- % massa dan Ar masing-masing unsurnya

- perbandingan massa dan Ar masing-masing unsurnya

Rumus molekul: bila rumus empirisnya sudah diketahui dan Mr juga diketahui maka rumus molekulnya dapat ditentukan.

Contoh: Suatu senyawa C den H mengandung 6 gram C dan 1 gram H.

Tentukanlah rumus empiris dan rumus molekul senyawa tersebut bila diketahui Mr nya = 28 !

Jawab: mol C : mol H = 6/12 : 1/1 = 1/2 : 1 = 1 : 2 Jadi rumus empirisnya: (CH2)n

Bila Mr senyawa tersebut = 28 maka: 12n + 2n = 28  14n = 28  n

= 2

Jadi rumus molekulnya : (CH2)2 = C2H4

Contoh: Untuk mengoksidasi 20 ml suatu hidrokarbon (CxHy) dalam keadaan gas

diperlukan oksigen sebanyak 100 ml dan dihasilkan CO2 sebanyak 60 ml. Tentukan rumus molekul hidrokarbon tersebut !

CxHy (g) + (x + 1/4 y) O2 (g) x CO2 (g) + 1/2 y H2O (l)

Koefisien reaksi menunjukkan perbandingan mol zat-zat yang terlibat dalam reaksi.

Menurut Gay Lussac gas-gas pada p, t yang sama, jumlah mol berbanding lurus dengan volumenya

Maka:

mol CxHy : mol O2 : mol CO2 = 1 : (x + 1/4y) : x

20 : 100 : 60 = 1 : (x + 1/4y) : x

1 : 5 : 3 = 1 : (x + 1/4y) : x

atau:

1 : 3 = 1 : x x = 3

1 : 5 = 1 : (x + 1/4y) y = 8

Jadi rumus hidrokarbon tersebut adalah : C3H8

PEREAKSI PEMBATAS

Di dalam suatu reaksi kimia, perbandingan mol zat-zat pereaksi yang dicampurkan tidak selalu sama dengan perbandingan koefisien reaksinya. Hal ini berarti bahwa ada zat pereaksi yang akan habis bereaksi lebih dahulu. Pereaksi demikian disebut pereaksi pembatas. Bagaimana hal ini dapat terjadi?

Anda perhatikan gambar di bawah ini!

X + 2Y... ...XY2

Gambar : Pereaksi Pembatas

Pereaksi pembatas merupakan reaktan yang habis bereaksi dan tidak bersisa di akhir reaksi.

Dalam hitungan kimia, pereaksi pembatas dapat ditentukan dengan cara membagi semua mol reaktan dengan koefisiennya, lalu

pereaksi yang mempunyai nilai hasil bagi terkecil, merupakan pereaksi pembatas.

Untuk lebih jelasnya, Anda simak contoh berikut ini! Contoh :

1. Diketahui reaksi sebagai berikut

...S (s) + 3 F2 ... ... (g) SF6 (g) Jika direaksikan 2 mol S dengan 10 mol F2 a. Berapa mol kah SF6 yang terbentuk? b. Zat mana dan berapa mol zat yang tersisa? Penyelesaian :

...S + 3 F2 ... ... SF6

Dari koefisien reaksi menunjukkan bahwa:

...1 mol S membutuhkan 3 mol F2 Kemungkinan yang terjadi:

* JIka semua S bereaksi maka F2 yang dibutuhkan

...mol F2 = x 2 mol S

...= x 2 mol

...= 6 mol

Hal ini memungkinkan karena F2 tersedia 10 mol.

* Jika semua F2 habis bereaksi, maka S yang dibutuhkan

...mol S = x 10 mol F2

...= x 10 mol

...= 3,33 mol

Hal ini tidak mungkin terjadi, karena S yang tersedia hanya 2 mol. Jadi yang bertindak sebagai pereaksi pembatas adalah S!

Banyaknya mol SF6 yang terbentuk = x mol S a. mol SF6 =1 x 2 mol = 2 mol

b. zat yang tersisa adalah F2, sebanyak = 10 mol – 6 mol = 4 mol F2

Soal di atas dapat juga diselesaikan dengan: - setarakan reaksinya

- semua pereaksi diubah menjadi mol

- cari mol zat yang ditanya.

- Ubah mol tersebut menjadi gram/liter/partikel sesuai pertanyaan. Penyelesaian:

...S ...+ ...3 F2 SF6

... ...

...2 mol ...10 mol

... ...

... = 2... = 3,33 (Nilai 2 < 3,33) Berarti zat pereaksi pembatas : S

Sehingga ditulis:

...S ...+ ...3 F2... .. SF6

... ...

...2 mol ...10 mol

a. mol SF6 = x 2 mol S

...=1 x 2 mol = 2 mol

b. mol F2 yang bereaksi = x 2 mol S

...= x 2 mol = 6 mol

....mol F2 sisa = mol tersedia - mol yang bereaksi

...= 10 mol - 6 mol = 4 mol

Bagaimana? Mudah bukan? Coba perhatikan lagi contoh berikut ini! !

2. 10 gram Fe dipanaskan dengan 3,2 gram S membentuk besi sulfida, menurut persamaan:

...Fe (s) ...+... S (s) . .FeS (s) a. tentukan pereaksi pembatas b. gram FeS yang terbentuk c. massa zat yang tersisa

....( Ar Fe = 56 ; S = 32 ) Penyelesaian:

...Fe (s)... +... S (s)... .. FeS (s)

... ...

...10 gram... 3,2 gram

...= mol ...= mol

...= 0,178 mol ...= 0,1 mol

... ...

Sehingga:

Agar Anda lebih paham, coba kerjakan latihan berikut! LATIHAN

1. 0,5 mol N2 direaksikan dengan 3 mol H2 menurut reaksi:

....N2 ....+ .... H2 .. .. NH3 a. Tentukan pereaksi pembatas b. Berapa liter NH3 (STP) dihasilkan? c. Berapa mol zat sisa?

2. 22,4 L gas SO2 direaksikan deangan 33,6 L gas O2 (STP) membentuk gas SO3. Berapa gram SO3 yang terjadi? ( Ar S = 32 ; O = 16 )

Cocokkan jawaban Anda dengan kunci jawaban berikut! KUNCI LATIHAN

Maka pereaksi pembatas adalah N2, sehingga:

....N2 (g) + 3 H2 (g) 2 NH3 (g)

.... ... ....0,5 mol

a. Pereaksi pembatas zat : N2 b. NH3 = x 0,5 mol = 1 mol

c. H2 yang bereaksi = x 0,5 mol = 1,5 mol

....H2 sisa = yang tersedia - yang bereaksi

...= ( 3 – 1,5 ) mol

...= 1,5 mol 2. Reaksi:

....2 SO2 (g) ....+.... O2 (g) . ...2 SO3 (s)

.... ... ....22,4 L ...33,6 L

....= mol = mol

....= 1 mol ...= 1,5 mol

.... ...

.... = 0,5 ... = 1,5 (Nilai 0,5 < 1,5) Maka pereaksi pembatas adalah SO2, sehingga:

....2 SO2 (g) ....+.... O2 (g) . ...2 SO3 (s)

.... ... ....1 mol

....SO3 ..= x 1 mol = 1 mol

....g SO3 = 1 x Mr = 1 x 80 = 80 gram

Sekarang Anda telah selesai mempelajari semua kegiatan 2. Dan untuk memudahkan Anda mempelajarinya. Anda perhatikan rangkuman materi berikut.

1. Hitungan kimia menggambarkan hubungan kuantitatif antar atom-atom dari unsur dalam zat-zat dan hubungan kuantitatif antar zat dalam suatu reaksi kimia.

2. Massa molekul relatif atau massa rumus relatif (Mr)

...Mr = ? ( angka indeks unsur x Ar unsur ) 3. Hipotesis Avogadro:

Pada suhu dan tekanan yang sama, semua gas dengan volume yang sama akan mengandung jumlah molekul yang sama pula.

4. Konsep mol menggambarkan keterkaitan antara mol (jumlah partikel dalam zat) dengan massa molar atau volume molar.

...

5. Koefisiens reaksi dapat juga menyatakan perbandingan mol zat-zat pereaksi dan hasil reaksi.

6. Hidrat : senyawa kristal padat yang mengandung air kristal (H2O) 7. Pereaksi pembatas adalah pereaksi yang habis bereaksi lebih dahulu

Untuk mengetahui apakah Anda benar-benar telah paham akan materi kegiatan belajar 2, Anda kerjakan tugas mandiri II dan jika telah selesai Anda jawab, cocokkan dengan kuncinya yang ada pada akhir modul ini.

Senyawa hidrokarbon terdiri atas karbon dan hidrogen. Bagian dari ilmu kimia yang membahas senyawa hidrokarbon disebut kimia karbon. Dulu ilmu kimia karbon disebut kimia organik, karena senyawa-senyawanya dianggap hanya dapat diperoleh dari tubuh makhluk hidup dan tidak dapat disintesis dalam pabrik. Akan tetapi sejaka Friedrich Wohler pada tahun 1928 berhasil mensintesis urea (suatu senyawa yang terdapat dalam air seni) dari senyawa anorganik, amonium sianat dengan jalan memanaskan amonium sianat tersebut.

O || NH4+_CNO-_{H2N - C - NH2}

Begitu keberhasilan Wohler diketahui, banyaklah sarjana lain yang mencoba

membuat senyawa karbon dari senyawa anorganik. Lambat laun teori tentang daya hidup hilang dan orang hanya menggunakan kimia organik sebagai nama saja tanpa disesuaikan dengan arti yang sesungguhnya. Sejaka saat itu banyak senyawa karbon berhasil disintesis dan hingga sekarang lebih dari 2 juta senyawa karbon dikenal orang dan terus bertambah setiap harinya. Apa sebabnya jumlah senyawa karbon sedemikian banyak bila dibandingkan dengan jumlah senyawa anorganik yang hanya sekitar seratus ribuan ?

Senyawa karbon Senyawa anorganik

 membentuk ikatan kovalen

 dapat membentuk rantai karbon

 non elektrolit

 reaksi berlangsung lambat

 titik didih dan titik lebur rendah

 larut dalam pelarut organik

 membentuk ikatan ion

 tidak dapat membentuk rantai

karbon

 elektrolit

 reaksi berlangsung cepat

 titik didih dan titik lebur tinggi

 larut dalam pelarut pengion

Hidrokarbon merupakan segolongan senyawa yang banyak terdapat di alam sebagai minyak bumi. Indonesia banyak menghasilkan minyak bumi yang mempunyai nilai ekonomi tinggi, diolah menjadi bahan bakar motor, minyak pelumas, dan aspal.

Atom karbon dengan nomor atom 6 mempunyai susunan elektron K = 2, L = 4, jadi

mempunyai 4 elektron valensi dan dapat mernbentuk empat ikatan kovalen, serta dapat digambarkan dengan rumus Lewis sebagai berikut, umpamanya untuk CH4.

ikatan dalam molekul metana

diagram sederhana dari molekul metana

H H

\ / C / \

H H

empat ikatan kovalen dari molekul metana

Selain itu atom karbon mempunyai kemampuan untuk membentuk ikatan dengan atom karbon lain membentuk rantai karbon yang terbuka atau tertutup/berlingkar. Contoh-contoh rantai karbon dapat digambarkan dengan rumus struktur :

| | | | |

- C - C - - C - C - C -

| | | | |

C

rantai terbuka rantai terbuka dan bercabang

| |

-| | C C

-| |

rantai tertutup

Sekarang terjawablah mengapa jumlah senyawa karbon demikian banyaknya walaupun jumlah jenis unsur pembentuknya sedikit.

Kita mulai dengan klasifikasi hidrokarbon yang merupakan senyawa yang hanya tersusun oleh karbon dan hidrogen. Sedangkan senyawa karbon lainnya dapat dipandang sebagai turunan dari hidrokarbon. Hidrokarbon masih dapat dibagi

menjadi dua kelompok utama: hidrokarbon alifatik, termasuk di dalamnya adalah

yang berantai lurus, yang berantai cabang, dan rantai melingkar, dan kelompok

kedua, hidrokarbon aromatik yang mengandung cincin atom karbon yang sangat

stabil.

Hidrokarbon alifatik masih dapat dibagi menjadi dua kelompok berdasarkan kelipatan ikatan karbon; hidrokarbon jenuh yang mengandung ikatan tunggal karbon-karbon; dan hidrokarbon tak jenuh yang mengandung paling sedikit satu ikatan rangkap dua karbon-karbon atau ikatan rangkap tiga.

Alkana

Hidrokarbon jenuh yang paling sederhana merupakan suatu deret senyawa yang memenuhi rumus umum CnH2n+2 yang dinamakan alkana atau parafin. Suku perfama sampai dengan 10 senyawa alkana dapat anda peroleh dengan mensubstitusikan harga n dan tertulis dalam tabel berikut.

Suku pertama sampai dengan 10 senyawa alkana

Suku

ke n rumus molekul nama

titik didih

5 5 C5H12 pentana 36 72

6 6 C6H14 heksana 68 86

7 7 C7H16 heptana 98 100

8 8 C8H18 oktana 125 114

9 9 C9H20 nonana 151 128

Selisih antara suku satu dan suku berikutnya selalu sama, yaitu -CH2 atau 14 satuan

massa atom, sehingga seperti suatu deret dan disebut deret homolog (deret

sepancaran). Ternyata banyak senyawa-senyawa karbon yang merupakan deret seperti alkana seperti yang akan kita pelajari nanti. Bagaimana kita dapat memberi nama pada suku-suku alkana, untuk itu perhatikan nama setiap suku itu dan nama umum. Umpamanya, metana dan alkana apanya y yang sama? Akhiran -ana, jadi

alk-diganti dengan met- untuk suku pertama, suku kedua dengan et-, suku ketiga dengan

prop-, suku keempat dengan but-, mulai suku kelima dan seterusnya diberi awalan angka-angka Latin; pent- untuk 5, heks- untuk 6, hept- untuk 7, okt- untuk 8,

non-untuk 9, dan dek- untuk 10. Hasil penamaan sudah dapat anda lihat pada tabel di

atas. Anda harus betul-betul menguasai nama-nama dari kesepuluh alkana yang sederhana ini karena akan merupakan dasar bagi penamaan senyawa-senyawa karbon lainnya.

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 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. Oktana mempunyai titik didih yang tempatnya berada dalam lingkungan bahan bakar motor. Alkana-alkana yang bersuhu tinggi terdapat dalam kerosin (minyak tanah), bahan bakar diesel, bahan pelumas, dan parafin yang banyak digunakan untuk membuat lilin.

Bagaimana sifat-sifat senyawa karbon yang termasuk dalam satu deret homolog? Perhatikan tabel di atas di mana terdapat salah satu sifat, yaitu titik didih. Titik didih semakin tinggi jika massa molekul relatifnya makin besar. Hal ini berarti wujudnya akan berubah pada suhu kamar dari gas ke cair kemudian padat. Kecenderungan sifat apa lagi yang dapat anda ramalkan?

Dalam kimia karbon adalah panting bagi kita untuk dapat menuliskan rumus molekul

dan rumus struktur. Rumus molekul menyatakan banyaknya atom setiap unsur yang

Nama Formula_(rumus) Formula struktural

Sifat alkana sebenarnya berhubungan dengan rantai struktural molekulnya. Bila rantai karbon panjang atau bercabang, maka setelah anda buat rangka atom karbonnya tinggal membubuhkan atom-atom hidrogen pada ikatan atom karbon yang masih kosong.

Kalau anda membuat molekul butana dengan molymod, terlihat bahwa rantai karbonnya tidak benar-benar lurus seperti rumus strukturnya, karena atom karbon tetrahedral mencegah gambaran rantai karbon lurus. Kebanyakan yang kita tuliskan adalah rumus struktur yang lebih sederhana lagi yaitu:

Jadi asal terbaca rantai karbonnya, itulah yang akan kita gunakan selanjutnya asal selalu ingat bahwa sesungguhnya adalah gambaran ruang.

Sekarang bagaimana memberi nama isomer butana itu ? Untuk itu marilah kita gunakan aturan tata nama yang diterbitkan IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry).

1. Rantai karbon berurutan yang terpanjang dalam suatu molekul ditentukan sebagai rantai induk. Carilah namanya pada tabel suku pertama sampai dengan 10 senyawa alkana dan letakkan di bagian belakang Kadang-kadang rumus struktur itu tidak digambarkan dengan rantai karbon terpanjang dalam garis lurus.

2. Isomer bercabang diberi nama sebagai turunan rantai lurus di mana satu atau beberapa atom hidrogen diganti dengan pecahan alkana. Pecahan alkana ini disebut gugus alkil, biasa diberi tanda -R (dari kata radikal), dan mempunyai rumus umum -CnH2n+1

Dengan mengganti n dengan angka-angka diperoleh suku-sukunya seperti terlihat pada tabel berikut

Beberapa gugus alkil

n -CnH2n+1 Rumus struktur terinci Rumus struktur_sederhana Nama

1 -CH3

| | | | - C - C - C - C - H

| | | | H H H H

Tentunya anda dapat meneruskan untuk alkil-alkil lain, tetapi sebagai gugus cabang tentunya jarang yang berantai panjang. Letakkan nama gugus cabang ini di depan nama rantai induk

3. Untuk menentukan cabang pada rantai induk, rantai induk itu diberi diberi nomor dari kiri atau dari kanan sehingga cabang pertama mempunyai nomor terkecil.

a. Menurut aturan nomor satu, rantai C terpanjang 5, jadi menurut tabel ini , namanya pentana dan kita letakkan di bagian belakang.

b. cabangnya adalah metil

c. Letakkan cabang itu pada atom C nomor dua dari kanan (karena kalau dari kiri menjadi nomor 4).

4. Kadang-kadang terdapat lebih dari satu cabang. Jika cabang-cabang itu sama, namanya tidak perlu disebut dua kali. Cukup diberi awalan di- , kalau 3 cabang sama awalannya tri- , tetra untuk 4 cabang yang sama dan

seterusnya. Ingat setiap cabang diberi satu nomor, tidak peduli cabangnya sama atau beda.

a. Rantai terpanjangnya 4, jadi dinamakan butana b. Cabangnya adalah metil dan ada dua

c. Letak cabangnya pada atom C nomor 2 dan nomor 3.

Alkena tergolong hidrokarbon tidak jenuh yang mengandung satu ikatan rangkap

dua antara dua atom C yang berurutan. Jadi rumus umumnya mempunyai 2 atom H lebih sedikit dari alkana karena itu rumus umumnya menjadi CnH2n+2-2H = CnH2n. Kekurangan jumlah atom H pada alkena dibandingkan dengan jumlah atom H pada alkana dapat dijelaskan sebagai berikut. Perhatikan untuk n = 2, pada alkana adalah C2H6 sedang pada alkena adalah C2H4, bagaimana dapat digambarkan rumus

strukturnya? Perhatikan contoh berikut!

H H H H

| | | |

H - C - C - H berubah menjadi H - C = C - H

| |

H H

Kedua atom H di bawah harus dibebaskan supaya elektron-elektron atom C yang tadinya dipakai untuk membentuk ikatan kovalen dengan atom H dapat dialihkan untuk membentuk ikatan kovalen dengan sesama atom karbon. Alkena mengandung satu ikatan rangkap dua antara dua atom C, maka suku pertama alkena harus

mengandung dua atom C. Jadi n = 2, dan beberapa suku lain dapat Anda lihat pada tabel berikut ini.

Lima suku pertama alkena

Suku

ke n rumus struktur nama

1

Nama alkena berbeda dengan alkana hanya pada bagian belakang, jadi bagian yang menunjuk pada jumlah tidak berubah. Bagaimana memberi nama alkena yang bercabang? Secara garis, besar tidak berbeda dengan cara memberi nama alkana yang bercabang, tetapi pada penentuan rantai induk yang terpanjang harus rantai yang mengandung ikatan rangkap. Jadi ikatan rangkapnya diutamakan dengan nomor terkecil. Sebagai contoh lihatlah rumus struktur berikut ini.

H H H H

| | | |

1_{C = C}2 _{- C}3 _{- C}4 _{- H 3-metil-1-butena (bukan 2-metil-3-butena)}

| | |

H CH3 H

Pada alkana tidak ada bagian dari rumus strukturnya yang mempunyai ciri khas, sebaliknya pada alkena ada bagian dari rumus strukturnya yang mengandung satu ikatan rangkap dua. Bagian ini (-C=C-) disebut gugus fungsional.

Alkuna merupakan deret senyawa hidrokarbon tidak jenuh yang dalam tiap

molekulnya mengandung satu ikatan rangkap 3 diantara dua atom C yang berurutan. Untuk membentuk ikatan rangkap 3 atau 3 ikatan kovalen diperlukan 6 elektron, sehingga tinggal satu elektron pada tiap-tiap atom C tersisa untuk mengikat atom H. Jumlah atom H, yang dapat diikat berkurang dua, maka rumus umumnya menjadi CnH2n+2 - 4H = CnH2n-2

Seperti halnya alkena, alkuna juga mempunyai suku pertama dengan harga n = 2,

sehingga rumus molekulnya C2H2, sedang rumus strukturnya H - C C - H. Senyawa

alkuna tersebut mempunyai nama etuna atau dengan nama lazim asetilena. Asetilena merupakan suatu gas yang dihasilkan dari reaksi karbon dengan air dan banyak digunakan oleh tukang las untuk menyambung besi.

CaC2 (s) + 2 H20 (l) C2H2 (g) + Ca(OH)2 (aq)

karbida asetilena

Tata nama alkuna sama dengan alkana atau alkena, bagian pertama menunjuk pada

jumlah sedang bagian kedua adalah akhiran -una, tetapi suku pertamanya juga

mempunyai n = 2 seperti alkena. Etuna merupakan suku alkuna satu-satunya yang dapat dibuat. Suku-suku alkuna lain sering diberi nama atau dianggap sebagai turunan etuna. Jadi propuna disebut metil asetilena.

Seperti pada alkana, suku-suku rendah pada alkena dan alkuna pun hanya

mempunyai satu rumus struktur, tetapi pada suku ketiga (jangan lupa harga n-nya 4) dapat kita tuliskan lebih dari satu rumus struktur yaitu ,

pada alkena

1-butena _{CH2=CH-CH2-CH3}

2-butena _{CH3-CH=CH-CH3}

2-metil-1-propena

CH2=C-CH3 | CH3 pada alkuna

CH3C-CH2-CH3 _1-butuna

CH3-CC-CH3 2-butuna

Seperti dikatakan dalam klasifikasi hidrokarbon, masih banyak hidrokarbon lainnya, tetapi rumus umumnya kadang-kadang sama dengan rumus umum yang ada antara lain rumus umum alkena. Rumus umum alkena juga menunjukkan hidrokarbon siklis yang jenuh yang dikenal sebagai siklana (siklo-alkana) dan siklo-propana sebagai suku pertamanya mempunyai harga n = 3. Alkandiena dan siklo-alkena mempunyai rumus umum yang sama dengan alkuna. Rumus molekul C5H8 dapat merupakan pentuna, isoprena (monomer dari karet alam atau siklopentana).

H3C - CH2 - CH2 - C  CH pentuna

H2C = C - CH = CH2

| isoprena CH3

Adalagi hidrokarbon berlingkar yang mengandung cincin segi enam, dikenal sebagai

hidrokarbon aromatik karena umumnya hidrokarbon ini harum baunya walaupun

banyak juga yang beracun. Struktur utama senyawa aromatik yang menjadi dasar sifat-sifat kimianya adalah cincin benzena. Cincin benzena biasa digambarkan sebagai segi-enam beraturan dengan tiap sudut ditempati oleh atom C yang

mengikat satu atom H dan ikatan rangkap yang berselang-seling antara dua atom C yang berurutan (lihat gambar di bawah ini). Gambaran ini sempat menguasai

senyawa aromatik untuk beberapa puluh tahun sebelum akhirnya diubah karena sifat-sifat utama ikatan rangkap tidak tampak pada gambaran struktur benzena sebelumnya. Hidrokarbon aromatik banyak pula terdapat dalam minyak bumi.

rumus lama struktur benzena

H |

H C H

\ // \ /

C C

| ||

C C

/ \\ / \

H C H

| H

rumus baru struktur benzena

[gambar]

1. KOMPOSISI

- n heptan (menimbulkan knocking)

2. BILANGAN OKTAN

Kadar iso oktan dalam bensin

3. KOMERSIAL

- Premium  bilangan oktan + 80 - Premix  bilangan oktan + 94

4. SENYAWA ANTI KNOCKING Tetra etil lead (C2H5)4Pb

5. BENSIN CRACKING

Diperoleh melalui proses pemutusan Hidrokarbon C12H26 ———————————> C6H14 + C6H12