ALKENA

Pengertian Alkena

Alkena atau olefin merupakan senyawa hidrokarbon alifatik tidak jenuh yang sangat reaktif dan memiliki rumus umum C_nH_2n. Alkena dikatakan tidak jenuh karena memiliki gugus ikatan rangkap antar atom karbon. Terbentuknya ikatan rangkap ini menyebabkan alkena memiliki jumlah H yang lebih sedikit apabila dikaitkan jumlah atom C. Ikatan rangkap yang terdapat pada alkena merupakan ciri khas pada senyawa-senyawa alkena.Untuk hidrokarbon alifatik tidak jenuh yang memiliki dua ikatan rangkap karbon-karbon pada molekulnya dinamakan alkadiena.

Sifat-Sifat Alkena 

 Sifat Fisika

Alkena merupakan senyawa nonpolar sehingga tidak larut dalam air dan memiliki massa jenis lebih kecil dari air. Alkena dapat larut dalam alkena lain, pelarut-pelarut nonpolar dan etanol. Pada temperatur kamar alkena yang memiliki dua, tiga dan empat atom karbon berwujud gas. Sedangkan Alkena dengan dengan berat molekul lebih tinggi dapat berupa cair dan padatan pada suhu kamar.

• Sifat kimia

                Umumnya alkena lebih aktif dari alkana. Ikatan rangkap yang dimiliki alkena merupakan ciri khas dari alkena yang disebut gugus fungsi. Reaksi terjadi pada alkena dapat terjadi pada ikatan rangkap dapat pula terjadi diluar ikatan rangkap. Reaksi yang terjadi pada ikatan rangkap disebut reaksi adisi yang ditandai dengan putusnya ikatan rangkap (ikatan π) membentuk ikatan tunggal (ikatan α) dengan atom atau gugus tertentu. Selain sifat-sifat tersebut dapat mengalami reaksi polimerisasi dan bereaksi dengan oksigen (pembakaran).

1.       Alkena dapat mengalami adisi

 Adisi adalah pengubahan ikatan rangkap (tak jenuh) menjadi ikatan tunggal (jenuh) dengan cara menangkap atom/gugus lain. Pada adisi alkena 2 atom/gugus atom ditambahkan pada ikatan rangkap C=C sehingga diperoleh ikatan tunggal C-C. Beberapa contoh reaksi adisi pada alkena:

§  Reaksi alkena dengan halogen (halogenisasi)

§  Reaksi alkena dengan hidrogen halida (hidrohalogenasi) Hasil reaksi antara alkena dengan hidrogen halida dipengaruhi oleh struktur alkena, apakah alkena simetris atau alkena asimetris.

      alkena simetris : akan menghasilkan satu haloalkana.

      alkena asimetris akan menghasilkan dua haloalkana. Produk utama reaksi dapat diramalkan menggunakan aturan Markonikov, yaitu: Jika suatu HX bereaksi dengan ikatan rangkap asimetris, maka produk utama reaksi adalah molekul dengan atom H yang ditambahkan ke atom C dalam ikatan rangkap yang terikat dengan lebih banyak atom H.

§  Reaksi alkena dengan hidrogen (hidrogenasi)

2.       Alkena dapat mengalami polimerisasi.

                Polimerisasi adalah penggabungan molekul-molekul sejenis menjadi molekul-molekul raksasa sehingga rantai karbon sangat panjang. Molekul yang bergabung disebut monomer, sedangkan molekul raksasa yang terbentuk disebut polimer.

3.       Pembakaran Alkena

Pembakaran alkena (reaksi alkena dengan oksigen) akan menghasilkan CO₂ dan H₂O.

CH₂=CH₂ + 2 O₂ → 2CO₂ + 2H₂O

 Keisomeran Alkena

§  Keisomeran Struktur

Keisomeran struktur, yaitu keisomeran yang terjadi jika rumus molekul sama, tetapi rumus struktur berbeda. Keisomeran pada alkena mulai ditemukan pada C₄H₈ terus ke suku yang lebih tinggi. Perhatikan contoh di bawah ini!

C₄H₈  mempunyai tiga macam isomer, yaitu:

§  Keisomeran Geometri

                Keisomeran geometri, yaitu keisomeran yang terjadi karena perbedaan orientasi gugus-gugus di sekitar C ikatan rangkap. Ikatan rangkap dua karbon-karbon pada alkena tidak dapat memutar (melintir) sebab jika diputar akan memutuskan ikatan rangkap,tentunya memerlukan energi cukup besar. Oleh karena itu, alkena dikatakan memiliki struktur yang rigid (tegar). Akibat dari ketegaran, ikatan rangkap menimbulkan isomer tertentu pada alkena. Pada contoh berikut, ada dua isomer untuk 2-butena(CH₃CH=CHCH₃), yaitu cis-2-butena dan trans-2-butena.

Isomer pada cis-2-butena dan trans-2-butena dinamakan isomergeometri. Isomer geometri adalah isomer yang terjadi akibat perbedaan lokasi atom-atom atau gugus atom dalam ruang tiga dimensi, sedangkan rumus molekul dan gugus terikatnya sama. Perbedaan titik didih antaracis-2-butena (3,7°C) dan trans-2-butena (0,9°C) menunjukkan bahwa kedua senyawa ini benar-benar ada dan berbeda, walaupun keduanya memiliki rumus molekul sama (C₄H₈) dan gugus terikatnya sama.

Kegunaan Alkena

Alkena banyak digunakan sebagai bahan baku untuk pembuatan senyawa organik di industri, seperti industri plastik, farmasi, dan insektisida. Berikut beberapa contohnya.

1.       Etena

Etena adalah bahan baku pembuatan polietena dan senyawa organik intermediet (produk antara) seperti kloroetena (vinil klorida) dan stirena.

2.       Propena

Propena digunakan untuk membuat polipropena, suatu polimer untuk membuat serat sintetis, materi pengepakan, dan peralatan memasak. 

3.       Butadiena

Butadiena adalah salah satu alkadiena, yang melalui reaksi polimerisasi akan membentuk polibutadiena (karet sintesis). Polibuitadiena murni bersifat lengket dan lemah sehingga digunakan sebagai komponen adhesif dan semen. Agar lebih kuat dan elastis, polibutadiena dipanaskan dengan belerang melalui proses vulkanisir. Rantai-rantai polibutadiena akan bergabung melalui rantai belerang. Setelah itu, zat kimia seperti karbon dan pigmen ditambahkan untuk memperoleh karakteristik yang diinginkan.

               

Permasalahan :

Pada reaksi adisi halogen umumnya hanyalah terjadi untuk klor dan brom, mengapa demikian? apakah reaksi adisi halogen tidak berlaku untuk unsur halogen lainnya seperti fluor dan iodin?

ALKANA

 Alkana

Alkana biasa disebut dengan senyawa hidrokarbon jenuh. Disebut hidrokarbon karena di dalamnya hanya terkandung atom karbon dan hidrogen. Disebut jenuh karena hanya memiliki ikatan tunggal C-H dan C-C saja. Alkana memiliki rumus umum C_nH_2n+2, dimana n adalah bilangan asli yang menyatakan jumlah atom karbon.

Alkana rantai pendek (metana dan etana) terdapat dalam atmosfer beberapa planet seperti jupiter, saturnus, uranus, dan neptunus. Bahkan di titan ( satelit saturnus) terdapat danau metana/etana yang terletak di kutub utara dari titan. Di atmosfer bumi, gas metana hanya sebesar 1 ppm, sedangkan di dalam perut bumi sumber alkana adalah gas alam dan minyak bumi. Gas alam terdiri campuran metana, etana, propana, dan butana. Sedang minyak bumi terdiri atas campuran alkana cair dan hidrokarbon. Metana termasuk sumber energi yang dapat diperbaharui dan juga dinamakan biogas karena metana dapat diproduksi oleh hewan.

Sumber alkana

Sumber utama alkana adalah gas alam dan minyak bumi. Alkana rantai pendek (C1-C4) berwujud gas pada temperatur kamar. Metana (CH4) dikenal sebagai gas rawa karena banyak ditemukan di rawa-rawa. Metana banyak ditemukan pada gas alam, komposisinya mencapai 75-85%, sisanya etana (5-10%), dan propana (1-5%), sedangkan komponen utama LPG adalah propana dan butana. Distilasi fraksinasi minyak bumi menghasilkan berbagai alkana, fraksi yang dihasilkan pada suhu paling rendah adalah gas (C1-4), selanjutnya adalah nafta (C5-7, titik didih 60-100^oC), bensin (C6-11, titik didih 50-200^oC), minyak tanah (C12-16, titik didih 200-250^oC), solar (C15-18, titik didih 250-300^oC), pelumas (C20-40), parafin (C44), dan aspal (C80).

 Gambar Distilasi fraksinasi minyak bumi

Sifat- sifat alkana

Alkana kadang kala diacu untuk parafin (Latin; prum affinis)  yang berarti memiliki afinitas rendah. Hal ini sesuai dengan sifat alkana, yaitu memiliki afinitas yang rendah terhadap senyawa lain, dan relatif inert. Meskipun demikian, alkana dapat bereaksi dengan senyawa lain dalam kondisi yang sesuai. Alkana bereaksi dengan oksigen selama proses pembakaran, produknya adalah karbondioksida dan air serta membebaskan sejumlah energi dalam bentuk panas. Contohnya metana (gas alam) bereaksi dengan oksigen menurut reaksi:

CH4 + 2O2→ CO2 + 2H2O + 890 kJ/mol

Selain itu, alkana juga dapat bereaksi dengan Cl2 ketika campuran keduanya diradiasi dengan sinar ultraviolet. Tergantung pada jumlah kedua reaktan dan lama reaksi, produk substitusi hidrogen alkana oleh atom klorida menghasilkan campuran produk klorinasi. Contohnya, metana bereaksi dengan Cl₂ menghasilkan campuran produk yang terdiri dari CH₃ Cl, CH ₂Cl₂, CHCl₃, dan CCl_4.

Alkana memperlihatkan peningkatan titik didih dan titik lebur sesuai dengan peningkatan bobot molekulnya. Hal tersebut terjadi karena adanya energi dispersi yang lemah antar molekul. Energi dispersi meningkat sesuai dengan peningkatan ukuran molekul. Akibatnya titik didih dan titik lebur meningkat dengan semakin panjangnya rantai alkana.

Faktor lain yang mempengaruhi titik didih alkana adalah adanya rantai samping (cabang). Misalnya pentana, tanpa cabang memiliki titik didih 36.10C, titik didih isopentana (2-metil butana) 27.850C, sedangkan untuk neopentana (2,2-dimetilpropana) memiliki titik didih 9.50C. Adanya rantai samping membuat molekul memiliki luas permukaan yang lebih kecil, akibatnya memiliki energi disperse rendah.

Kegunaan

 

1.      Senyawa golongan alkana digunakan sebagai bahan bakar.

2.       Propana dan butana digunakan sebagai LPG, selain itu juga digunakan dalam penyemprot aerosol.

3.      Pentana dan oktana digunakan sebagai bahan bakar mesin

4.      Isooktana dan heptana digunakan dalam pengukuran angka oktana bensin.

5.      Nonana hingga heksadekana digunakan sebagai minyak bakar, minyak diesel, dan bensin.

6.      Alkana dengan atom karbon antara 16-35 digunakan sebagai minyak oli, dan lilin paraffin.

7.      Alkana dengan atom karbon lebih dari 35 digunakan sebagai bitumen (aspal).

8.      Sumber hidrogen. Gas alam dan gas petroleum merupakan sumber hidrogen dalam industri, misalnya industri amonia dan pupuk

1  

Dampak

Metana dapat meledak jika bercampur udara menghasilkan gas rumah kaca. Alkana cair mudah terbakar jika bercampur udara. Pentana, heksana, heptana, dan oktana merupakan neurotoksin

dan berbahaya terhadap lingkungan.

Masalah :

Pentana, heksana, heptana, dan oktana merupakan neurotoksin (zat beracun yang menyerang sistem saraf) dan berbahaya terhadap lingkungan. Sementara pada kegunaan dikatakan bahwa Pentana dan oktana dapat digunakan sebagai bahan bakar mesin seperti pada kendaraan. Lalu bagaimana cara agar pentana dan oktana tidak berbahaya jika digunakan pada bahan bakar mesin?