HIDROKARBON

HIDROKARBON

Oleh
RATNA KUMALA DEWI

PASCASARJANA PENDIDIKAN KIMIA
UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG
2017

 Simaklah dengan seksama kompetensi dasar dan indikator yang tertera dalam modul ini.
 Perhatikan dan pahami dengan baik peta konsep yang diberikan untuk melihat keterkaitan satu konsep dengan konsep lain.
 Pahami kembali konsep-konsep yang mendukung pemahaman tentang materi Ikatan Kimia ini.
 Perhatikan gambar yang ada pada lembaran kegiatan siswa, kemudian jawablah titik-titik yang diberikan pada lembar kegiatan untuk menuntun anda menemukan sendiri konsep.
 Kerjakan lembaran kerja dan lembaran tes setelah anda menyelesaikan lembaran kegiatan siswa dan memahami konsep Ikatan Kimia.
 Apabila anda mengalami kesulitan dalam memahami konsep dan dalam mengerjakan tugas, mintalah petunjuk kepada guru.
 Setelah selesai dengan lembaran kerja dan lembaran tes, lakukan uji diri dengan mencocokkan jawaban anda dengan lembaran jawaban yang dapat diminta ke pada guru.
 Kalau anda telah menyelesaikan modul ini, dapat melanjutkan pelajaran dengan meminta modul selanjutnya kepada guru.

KI 1 : Menghayati dan mengamalkan ajaran agama yang dianutnya
KI 2 : Menghayati dan mengamalkan perilaku jujur, tanggung jawab sebagai bagian dari solusi atas berbagai permasalahan dalam berinteraksi secara efektif dengan lingkungan sosial dan alam
KI3 : Memahami, menerapkan, dan menganalisis pengetahuan faktual, konseptual, dan prosedural berdasarkan rasa ingin tahunya tentang ilmu pengetahuan terkait penyebab fenomena dan kejadian, serta menerapkan pengetahuan prosedural pada bidang kajian yang spesifik sesuai dengan bakat dan minatnya untuk memecahkan masalah
KI 4 : Mengolah, menalar, dan menyaji dalam ranah konkret dan ranah abstrak terkait dengan pengembangan dari yang dipelajarinya di sekolah secara mandiri, bertindak secara efektif dan kreatif, serta mampu menggunakan metoda sesuai kaidah keilmuan.

1.1 Menyadari adanya keteraturan dari sifat hidrokarbon sebagai wujud kebesaran Tuhan YME dan pengetahuan tentang adanya keteraturan tersebut sebagai hasil pemikiran kreatif manusia yang kebenarannya bersifat tentatif.
1.2 Mensyukuri kekayaan alam Indonesia berupa minyak bumi dan gas alam serta berbagai bahan tambang lainnya sebagai anugrah Tuhan YME dan dapat dipergunakan untuk kemakmuran rakyat Indonesia.
2.1 Menunjukkan perilaku ilmiah (memiliki rasa ingin tahu, jujur, teliti, bertanggung jawab, dan kritis) dalam merancang dan melakukan percobaan serta berdiskusi yang diwujudkan dalam sikap sehari-hari.
3.1 Menganalisis struktur senyawa hidrokarbon berdasarkan pemahaman kekhasan atom karbon dan penggolongan senyawanya.
4.1 Mengolah dan menganalisis struktur senyawa hidrokarbon berdasarkan pemahaman kekhasan atom karbon dan penggolongan senyawanya.

1. Mengidentifikasi keberadaan unsur C, H, dan O dalam senyawa karbon melalui kegiatan praktikum
2. Mendeskripsikan kekhasan atom karbon dalam senyawa karbon
3. Menggambarkan struktur ikatan pada senyawa karbon.
4. Membedakan atom C primer, sekunder, tersier dan kuartener
5. Mengelompokkan senyawa hidrokarbon berdasarkan kejenuhan ikatannya
6. Menentukan rumus umum senyawa alkana, alkena dan alkuna
7. Menuliskan nama senyawa alkana, alkena dan alkuna berdasarkan strukturnya menurut aturan IUPAC
8. Menuliskan struktur senyawa alkana, alkena dan alkuna berdasarkan namanya

Perhatikan baik-baik peta konsep yang diberikan, agar mudah memahami hubungan antara konsep yang satu dengan konsep yang lain serta dapat memahami struktur materi dari pokok bahasan Hidrokarbon: Alkana, Alkena dan Alkuna

Adanya unsur karbon dalam senyawa hidrokarbon dapat dikenal misalnya dengan reaksi berikut :
1. Masukkan ke dalam tabung reaksi satu sendok teh gula pasir, lalu
Teteskan asam sulfat pekat. Gula akan berobah menjadi hitam
karena terbentuknya arang (karbon).
2. Kayu yang di bakar akan menghasilkan arang (karbon).
Pembakaran tidak sempurna senyawa karbon akan menghasilkan gas CO dan zat sisa berupa arang (karbon), sedang pembakaran sempurna akan menghasilkan gas CO2, H2O
Untuk mengenal adanya gas CO2, dapat dilakukan dengan mengalirkan gas CO2 ke dalam tabung berisi air kapur yang
Gambar 1 Senyawa karbon menghasilkan endapan berwarna putih
dibakar.
CO2 (g) + Ca(OH)2 (aq)  CaCO3 + H2O
(Endapan putih)
Pembakaran tidak sempurna senyawa karbon akan menghasilkan ……………. (28) , bila terjadi pembakaran sempurna senyawa karbon akan menghasilkan ……………… (29) yang apabila dialirkan ke dalam tabung berisi air kapur akan menghasilkan …………….. (30 berwarna ……………… (31).
3. Keberadaan karbon dan hidrogen dalam suatu zat dapat diidentifikasikan dengan memasukan suatu sampel (bahan) dan CuO ke dalam tabung reaksi. Tutup tabung reaksi tersebut dengan sumbat karet yang telah terhubung dengan pipa bengkok. Masukkan ujung pipa bengkok ke dalam larutan air kapur. Panaskan tabung reaksi tersebut (lihat gambar).

Gambar 2. Proses pemanasan
Percobaan untuk menunjukkan karbon dan hidrogen dalam senyawa organik.
Bahan + CuO (oksidator)  CO2(g) + H2O(l)
Uji adanya CO2:
CO2(g) + Ca(OH)2(aq)  CaCO3(s) + H2O(l)
Air kapur
Uji adanya H2O:
H2O(l) + kertas kobalt biru  kertas kobalt merah muda
Keberadaan atom oksigen tidak ditunjukkan secara khusus, tetapi dilakukan dengan cara mencari selisih massa sampel dengan jumlah massa karbon + hidrogen + unsur lain

A. Tujuan
Menguji atau mengidentifikasi keberadaan unsur-unsur C,H, dan O dalam senyawa karbon.

B. Dasar Teori
Hidrokarbon adalah sejenis senyawa yang banyak terdapat di alam sebagai minyak bumi. Indonesia banyak menghasilkan senyawa ini dalam bentuk minyak bumi yang mempunyai nilai ekonomi tinggi. Senyawa organik yang hanya terdiri dari atom hidrogen dan karbon disebut hidrokarbon. Senyawa hidrokarbon dikelompokkan berdasarkan bentuk rantai dan ikatan yang terdapat pada senyawa tersebut.
Berdasarkan bentuk rantainya, senyawa hidrokarbon dibagi menjadi hidrokarbon alifatik (rantai tertutup) dan alisiklik (tertutup).
Berdasarkan ikatannya, hidrokarbon terbagi menjadi hidrokarbon jenuh ( tidak memiliki ikatan rangkap) dan tak jenuh (memiliki ikatan rangkap)
Senyawa hidrokarbon terdiri dari :
1. Alkana (CnH2n+2)
2. Alkena (CnH2n)
3. Alkuna (CnH2n-2)
Keberadaan unsur C, H, dan O dalam senyawa karbon dapat didefinisikan melalui reaksi pembakaran yang menghasilkan unsur karbon dan hidrogen. Pembakaran senyawa organik secara sempurna menghasilkan gas CO2, sedangkan pembakaran senyawa karbon yang tidak sempurna akan menghasilkan karbon atau zat arang.
C. Alat dan Bahan
 Alat :
1. Tabung reaksi 2 buah
2. Batang pengaduk 1 buah
3. Spatula 1 buah
4. Pipa penghubung 1 buah
5. Korek api 1 buah
6. Penjepit tabung reaksi 1 buah
7. Kapas 1 buah
8. Kertas saring 1 buah
9. Gelas Kimia 1 buah
10. Labu erlenmeyer 1 buah
11. Penyumbat gabus 1 buah
12. Pembakar spiritus 1 buah

 Bahan :
1. Gula (C6H12O6)
2. Glukosa
3. Air Kapur (Ca(OH)2)
4. Larutan Kobalt (II) klorida (CoCl2)
5. Tembaga (II) Oksida (CuO)

D. Cara Kerja
Percobaan I : Pemanasan Gula
1) Siapkan alat dan bahan.
2) Masukkan 1 sendok gula pasir ke dalam tabung reaksi. Tutup tabung reaksi dengan kapas
3) Panaskan perlahan-lahan tabung reaksi di atas pembakar spiritus yang telah dinyalakan dengan menggunakan korek api sampai zat cair mengembun pada dinding tabung.
4) Setelah terbentuk uap air di dinding tabung reaksi, keluarkan kapas,uji zat cair (embun) pada dinding tabung dengan memasukkan kertas saring yang telah di celupkan ke dalam larutan CoCl2 dan telah di keringkan.
5) Amati perubahan warna yang terjadi pada kertas saring
6) Lanjutkan pemanasannya, amati apakah zat padat berubah warna.

Percobaan II : Pemanasan Glukosa
1) Ulangi kegiatan 1-3 dengan menggunakan glukosa.
2) Campur 1 sendok glukosa dengan ½ sendok CuO ke dalam labu erlemeyer. Siapkan air kapur di dalam gelas kimia,serta sebuah pipa penghubung.
3) Tutup ujung labu erlemeyer yang telah berisi campuran tersebut dengan menggunakan penyumbat gabus.
4) Panaskan labu erlemeyer diatas pembakar spiritus
5) Alirkan gas yang terbentuk ke dalam air kapur dengan pipa penghubung.
6) Amati apa yang terjadi!

E. Lembar Pengamatan
Percobaan I : Pemanasan Gula

Data Hasil Pengamatan Sebelum Pemanasan
CoCl2 Gula pasir Kertas saring dalam larutan CoCl2
Wujud:
Warna: Wujud:
Warna:

Data Hasil Pengamatan Sesudah Pemanasan
Gula pasir dalam tabung tertutup Pembakar spiritus Kertas saring dalam larutan CoCl2
Wujud:
Warna : Wujud:
Warna:

Percobaan II : Pemanasan Glikosa

Data Hasil Pengamatan Sebelum Pemanasan
CuO Glukosa Air Kapur Titik – titik air dalam pipa bengkok/tabung reaksi ada/tidak
Wujud:
Warna: Wujud:
Warna: Wujud
Warna:

Data Hasil Pengamatan Sesudah Pemanasan
CuO + Glukosa Air kapur dalam gelas kimia Titik – titik air dalam pipa bengkok/tabung reaksi ada/tidak
Wujud:
Warna : Wujud:
Warna:

Pertanyaan
1. Perubahan apa yang terjadi pada labu erlenmeyer dan kertas kobalt pada percobaan 1 dan 2?
2. Apa fungsi CuO dalam reaksi tersebut ?
3. Apa kesimpulan dari kegiatan tsb?

Gambar 3. Pengertian Senyawa Organik

Berdasarkan skema pada gambar 3, terdapat perbedaan tentang pengertian senyawa organik, dimana menurut teori klasik senyawa organik berasal dari .(1)………………, sedang setelah tahun 1900, senyawa organik bisa diperoleh dari (2) ………………. dan (3)………………. Senyawa organik disebut senyawa karbon karena senyawa ini berasal dari (4)………………. Karena itu senyawa organik disebut senyawa (5)………………….. Senyawa yang tidak berasal dari makhluk hidup disebut senyawa .(6)…………………..

Gambar 4. Kelarutan senyawa Kimia

Berdasarkan gambar 4 di atas, senyawa kimia dapat dibedakan atas senyawa (7)………………. dan senyawa (8)………………. Senyawa organik umumnya larut dalam pelarut (9)………………….. misalnya metanol, heksana benzena dan sebagainya; sedang senyawa anorganik umumnya larut dalam pelarut (10)………… misalnya air.

Gambar 5.Hidrokarbon yang paling sederhana

Atom C mempunyai nomor atom 6, maka elektron terluar atom C adalah …………… (15). sehingga Atom C
dapat digambarkan sebagai berikut:

Untuk memenuhi kaidah oktet, atom karbon dapat membentuk ikatan
a. Empat ikatan kovalen tunggal contohnya CH4
H

H C H atau

H

b. Satu ikatan kovalen rangkap dua contohnya C2H4
H H H
| |
atau C = C
| |
H H

c. Satu ikatan konvalen rangkap tiga contohnya C2H2

atau H – C  C – H

d. Senyawa siklik contohnya C4H8
H2C  CH2
| |
H2C  CH2

Untuk mempunyai konfigurasi elektron gas mulia, atom karbon memerlukan (16)……….. elektron lagi. Dengan demikian atom karbon dapat membentuk (17)………ikatan kovalen dengan atom lain. Pada contoh di atas, diketahui bahwa atom karbon dapat mempunyai (18) ……………… macam ikatan. Kemampuan atom karbon mengikat atom karbon lainnya menyebabkan atom karbon mempunyai empat macam kedudukan sebagai berikut:

Gambar 6. Kedudukan Atom C Pada Senyawa Karbon

Dari gambar 6, dapat disimpulkan bahwa :
atom C primer adalah atom C yang mengikat (19)………. atom C yang lain
atom C sekunder adalah atom C yang mengikat (20)……. atom C yang lain
atom C tertier adalah atom C yang mengikat (21)……….. atom C yang lain
atom C kuarterner adalah atom C yang mengikat (22)….. atom C yang lain

Senyawa hidrokarbon dianggap sebagai senyawa dasar dari seluruh senyawa karbon, dimana senyawa lain dianggap sebagai turunan dari senyawa hidrokarbon. Dengan kekhasan atom karbon, yaitu : 1. mempunyai kemampuan membentuk ikatan (23)……….., 2. dapat membentuk ikatan rangkap (24)……… dan ikatan rangkap (25)…………, 3. dapat (26)……….. dengan sesama atom C, dan 4. Dapat membentuk ikatan rantai (27)……. Karena itu senyawa karbon dapat membentuk bermacam jenis senyawa .

Gambar 7. Bagan Sumber Senyawa Karbon

Perhatikan Gambar 7. sumber senyawa karbon ada 3, yaitu …………………….. (32) yang dapat menghasilkan ……………………… (33) , ……………………………(34), dan ……………………….. (35); sumber ke dua adalah ……………………. (36) yang bisa menghasilkan ……………… (37), ……………….. (38) dan ……………….. (39). Sedang sumber ke tiga adalah …………………… (40) yang dapat menghasilkan ……………………. (41) dan …………………….. (42)

.

Gambar 8. Bagan Pengelompokan Senyawa Karbon
Perhatikan Gambar 8 di atas, kemudian lengkapilah pernyataan berikut: berdasarkan pola rantainya, hidrokarbon dibedakan atas hidrokarbon (1)…………….., yaitu yang mempunyai rantai (2)……………, rantai (3)…………… dan rantai (4)………….. Sedangkan hidrokarbon (5)…………….. merupakan senyawa (6)…………….. Hidrokarbon rantai lurus dapat dibedakan atas senyawa yang mempunyai ikatan (7)……………. , yaitu senyawa (8)…………; dan yang mempunyai ikatan (9)…………… misalnya senyawa (10)…………. dan (11)………………. Hidrokarbon rantai tertutup disebut juga senyawa .siklik, misalnya (12)…………. Senyawa aromatik misalnya (13)…………………

Dalam senyawa hidrokarbon terjadi ikatan antara atom C. Setiap ikatan akan melibatkan sepasang elektron. Pada ikatan rangkap dua terlibat dua pasang elektron dan tiga pasang untuk ikatan rangkap tiga.
Untuk dapat membedakan kejenuhan ikatan dalam senyawa hidrokarbon dapat dilihat bagan pada gambar 8. Dengan memperhatikan
Gambar 8, lengkapilah pernyataan berikut.

Gambar 9. Bagan Jenis ikatan pada Senyawa Hidrokarbon.

Senyawa hidrokarbon jenuh mempunyai ciri antara atom C dengan atom C yang lain berikatan (14) …………….Ikatan antara atom C pada senyawa hidrokarbon tak jenuh adalah rangkap .(15)…….. dan rangkap (16)……… Ikatan rangkap dua merupakan ciri senyawa (17)…………., sedang ikatan rangkap tiga merupakan ciri senyawa .(18)…………….

Perhatikan beberapa struktur senyawa alkana berikut:

1. Metana

Rumus Molekul : C….. H….. (19)

2. Etana

Rumus Molekul : C….. H….. (20)

3. Propana

Rumus Molekul : C….. H….. (21)

Selanjutnya perhatikan Tabel 1, lengkapilah titik-titik yang ada pada tabel tersebut.

TABEL 1

No Rumus Molekul Rumus struktur Nama Rantai Utama Nama Cabang
1
2
3
4

5

CH4
……..(22)
Propana
…….(24)
……….(25)

C5H12
…….(27)

……..(28) CH4
CH3 – CH3
…………… ………………………(23).
a. CH3 – CH2 – CH2 – CH3
b. CH3 – CH – CH3
׀
CH3
a. ………………………………….(26)
b. CH3 – CH – CH2 – CH3
׀
CH3
CH3
׀
c. CH3 – C – CH3
׀
CH3
Metana
Etana
Propana
Butana
Propana

Pentana
Butana

Propana Tidak bercabang
Tidak bercabang
Tidak bercabang
Tidak bercabang

Metil
Tidak bercabang

Metil
Metil

Metil

Deret Homolog alkana.
Suku
ke Rumus
Molekul Nama

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 CH4
C2H6
C3H8
C4H10
C5H12
C6H14
C7H16
C8H18
C9H20
C10H22

Metana
Etana
Propana
Butana
Pentana
Heksana
Heptana
Oktana
Nonana
Dekana

Berdasarkan rumus umum alkana, tentukan rumus molekul alkana bila jumlah atom C sebayak 12 dan 15.

Gugus Alkil
Gambar 10 Penamaan SenyawaAlkana Berdasarkan IUPAC

Cabang alkana dimana jumlah atom H nya dikurangi 1 disebut Alkil.
CH4 = metana – CH3 = metil
C2H5 = etana – C2H5 = etil
C3H8 = propana – C3H7 = ………. (1)
C4H10 = butana ………. = ………. (2)
C5H12 = pentana ………. = ………. (3)
Dari bagan gambar 9 yang diberikan di atas dapat ditentukan nama alkana yang terdapat pada gambar terssebut. Senyawa yang diberikan memiliki rantai atom terpanjang sebanyak ……………………..(4) atom karbon dengan nama …………………. (5). Cabang yang melekat pada rantai utama disebut ………….. (6) terdapat pada atom C nomor ……………… (7) dan atom C nomor ………………….. (8). Cabang ini memiliki …….. (9) atom C dan diberi nama ………… (10). Karena jumlah cabang sebanyak …………. (11) , maka alkil ini disebut …………….. (12), sehingga nama senyawa yang diberikan di atas adalah …………………………………………………………….. (13)

Nama Alkana yang berlaku Umum (Aturan Trivial)

Gambar 11. Aturan Trivial pada tatanama alkana

Beri nama senyawa ini :

CH3 – CH2 – CH2 – CH2 – CH3 ………….. (14)
CH3 – CH – CH2 – CH3 …………..(15)
׀
CH3

Alkena dan alkuna merupakan senyawa hidrokarbon tidak jenuh yang mengandung satu atau lebih ikatan (16)……… atau ikatan (17)………..
Alkena yang paling sederhana adalah (18)……… dengan rumus molekul (19)………… sedang alkuna yang paling sederhana adalah (20)…………… dengan rumus molekul (21)………………

Senyawa Alkuna merupakan hidrokarbon tak jenuh yang memiliki ikatan rangkap tiga.
H – C ≡ C – H disingkat CH ≡ CH
H H

H – C ≡ C – C – C – H disingkat …………………………….. (31)
H H

Tata nama Alkuna sama dengan penamaan Alkena, dimana akhiran –ena diganti dengan –una.
Beri nama senyawa berikut:
CH3 ≡ C – CH – CH3 Nama senyawa: ………(36)
׀
CH3

CH3 – CH2– CH – C≡ C– CH3 Nama senyawa: ………(37)
׀
CH3

CH3 ≡ C – CH2 – CH– CH2– CH3 Nama senyawa: ………(38)

CH3

1. Senyawa hidrokarbon terdiri dari atom karbon dan hidrogen
2. Senyawa hidrokarbon dapat digolongkan menjadi hidrokarbon jenuh dan hidrokarbon tak jenuh.
3. Atom karbon dibedakan atas atom karbon primer, sekunder, tersier dan kuarterner.
4. Hidrokarbon jenuh mempunyai ikatan tunggal, sedangkan hidrokarbon tak jenuh mempunyai ikatan rangkap (dua dan tiga).
5. Alkana mempunyai ikatan tunggal, sedangkan Alkena dan Alkuna mempunyai ikatan rangkap dua dan rangkap tiga.
6. Penamaan senyawa hidrokarbon dapat dilakukan dengan aturan IUPAC atau dengan memberi nama yang bersifat umum.
7. Tata cara pemberian nama pada Alkana
a. Tentukan rantai karbon terpanjang (rantai utama)
b. Tentukan cabang alkil.
c. Beri nomor yang dimulai dari atom C yang terletak dekat ke cabang.
d. Cabang lebih dari satu beri awalan (2=di, 3=tri, 4=tetra)

1. Apa perbedaan senyawa karbon organik dan senyawa karbon anorganik ditinjau dari sumbernya?
2. Apa unsur penyusun senyawa hidrokarbon ?
3. Apa yang dimaksud dengan atom karbon primer, sekunder, tersier dan kuarterner?
4. Hidrokarbon dibedakan atas hidrokarbon jenuh dan hidrokarbon tak jenuh, kenapa disebut jenuh dan tak jenuh ?
5. Apa itu gugus alkil, beri contoh
6. Beri nama senyawa berikut:
a. CH3 – CH – CH2 – CH – CH2 – CH3
׀ ׀
CH3 CH3
CH3
׀
b. CH3 – CH2 – CH = CH – C –CH3
׀
CH3
c. CH3 ≡ C – CH – CH3
׀
CH3
7. Gambarkanlah isomer oktuna yang rantai utamanya pentana
8. Ada berapa isomer heptana yang mempunyai cabang etil ?
9. Gambarkan rumus struktur dari :
a. 2-etil-3,4-dimetil oktana. b. Isopropil nonana

SUMBER
Unggul, Sudarmo.2013.Kimia SMA/MA Kelas XI Jilid 1. Jakarta: Erlangga
www.google.com