Alkana dan Turunannya: Pengertian, Sifat, Kegunaan, Contoh Soal

Alkana dan turunannya termasuk ke dalam salah satu senyawa kimia yang banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari, antara lain bahan bakar seperti minyak tanah, elpiji dan bensin. Alkana termasuk dalam golongan senyawa hidrokarbon karena hanya mengandung unsur karbon dan hidrogen.

Pengertian Alkana dan Turunannya

Alkana dan turunannya merupakan salah satu senyawa kimia golongan hidrokarbon alifatik jenuh, yaitu senyawa hidrokarbon rantai terbuka yang semua ikatan karbonnya merupakan ikatan tunggal.

Jika senyawa alkana diurutkan berdasarkan jumlah atom karbonnya, terdapat perbedaan yang teratur pada jumlah atom karbon (C) dan hidrogen (H), yaitu CH₂. Deret senyawa alkana ini disebut deret homolog, yaitu deret senyawa sejenis dengan jumlah atom berikutnya yang berbeda selalu memiliki pola yang sama.

Berdasarkan deret homolog alkana, persamaan umum alkana dirumuskan:

C_NH_{2n + 2} di mana n adalah jumlah atom karbon

Beri nama alkana dengan akhiran -ana, misalnya metana, etana, dan propana.

Sifat Alkana dan Turunannya

1. Semakin banyak atom C, semakin tinggi titik didih alkana. Pada hidrokarbon dengan isomer yaitu jumlah atom C sama, titik didih lebih tinggi jika rantai C lebih panjang atau cabang lebih sedikit.

2. Empat alkana pertama yaitu CH₄ hingga C₄H₁₀ Itu dalam keadaan gas pada suhu dan tekanan biasa. Namun pada alkana dengan bilangan C karbon berikutnya, yaitu pentana (C₅H₁₂) menjadi heptadekana (C₁₇H₃₆) dalam bentuk cair. Sedangkan C₁₈H₃₈ octadecane dan padatan berikutnya.

3. Semua hidrokarbon adalah senyawa nonpolar, sehingga tidak larut dalam air. Jika suatu hidrokarbon bercampur dengan air, maka lapisan hidrokarbon akan selalu berada di atas karena massa jenisnya kurang dari 1 sedangkan air memiliki massa jenis 1.

4. Pelarut yang baik untuk senyawa hidrokarbon adalah pelarut nonpolar seperti eter atau CCl₄.

5. Senyawa alkana dapat mengalami reaksi oksidasi dengan gas oksigen.

Reaksi pembakaran senyawa alkana ini selalu menghasilkan energi sehingga senyawa alkana tersebut digunakan sebagai sumber bahan bakar. Rata-rata oksidasi 1 gram senyawa alkana menghasilkan energi sebanyak 50.000 Joule.

Reaksi pembakaran alkana dapat dibedakan menjadi dua, yaitu pembakaran sempurna dan pembakaran tidak sempurna.

Reaksi pembakaran sempurna:

Reaksi pembakaran tidak sempurna:

6. Jika alkana dan turunannya direaksikan dengan unsur halogen seperti Br₂F₂ Saya₂ serta Cl₂ akan membuat atom H dalam senyawa alkana mudah mengalami substitusi atau pertukaran oleh atom halogen.

Senyawa Turunan Alkana

1. Alkohol (akanol)

Alkohol adalah senyawa karbon yang mengandung gugus hidroksil dalam bentuk (-OH). Alkanol menggantikan satu atom H dalam alkana dengan gugus hidroksil. Rumus umum alkanol adalah C_NH_2n+1OH.

Alkohol terbagi menjadi beberapa jenis, yaitu alkohol primer, alkohol sekunder, dan alkohol tersier.

2. Aldehida (Alkanal)

Aldehida adalah senyawa turunan alkana yang digunakan dalam pembuatan formaldehida dan juga dalam pembuatan berbagai jenis plastik termoset. Plastik termoset adalah plastik yang tidak akan meleleh saat dipanaskan.

Aldehida dapat dibuat dengan oksidasi alkohol primer, analisis ozon alkena dan pemecahan glikol. Aldehida atau alkanal adalah senyawa turunan dari alkana yang memiliki gugus fungsi sebagai berikut:

Rumus umum alkanal atau aldehida adalah C_NH_2nO. Misalnya pada senyawa metanal CH₂O dikenal sebagai formaldehida sepele.

3. Keton (Alkanon)

Senyawa keton memiliki sifat kimia yang tidak dapat dioksidasi dan dapat menghasilkan alkohol sekunder melalui reaksi reduksi. Keton adalah senyawa polar yang larut dalam air. Keton memiliki titik didih yang lebih tinggi daripada hidrokarbon lain dengan massa molekul relatif yang hampir sama.

Keton memiliki rumus umum C_NH_2nO. Keton yang banyak digunakan adalah propanon atau disebut aseton. Kegunaan aseton adalah sebagai pelarut irlak, plastik, cat kuku (kutek) dan pelarut lainnya.

4. Eter (Alkoksi Alkana)

Eter atau alkoksi alkana merupakan turunan alkana yang memiliki struktur berbeda dengan senyawa alkohol. Rumus umum eter adalah R – O – R’ dimana gugus fungsi atom O terikat pada 2 gugus alkil. Beberapa contoh senyawa eter adalah CH₃ – O – CH₃CH₃ – O – C₂H₅C₂H₅ – O – C₃H_7.

Eter diberi nama menggunakan sistem IUPAC atau nama sepele. Nama-nama sepele dimulai dengan kata alkil diikuti dengan kata eter. Senyawa eter mudah menguap, beracun dan tidak membentuk ikatan hidrogen di antara molekulnya.

5. Ester (Alkil Alkanoat)

Senyawa ester atau alkil alkanoat merupakan senyawa hidrokarbon yang merupakan turunan dari senyawa asam karboksilat. Senyawa ester lebih mudah menguap dan juga memiliki titik leleh dan titik didih yang lebih rendah daripada asam karboksilat atau alkohol.

Kegunaan Alkana dan Turunannya

Alkana dan turunannya memiliki banyak kegunaan dalam kehidupan sehari-hari, mulai dari digunakan sebagai bahan bakar hingga bahan baku industri. Berikut kegunaan alkana:

1. Sebagai Bahan Bakar

Alkana sebagai senyawa hidrokarbon merupakan sumber utama bahan bakar untuk berbagai kebutuhan seperti LPG, LNG, bensin, minyak tanah dan solar. LPG (Liquified Petroleum Gas) adalah campuran gas etana, metana, propana dan butana yang dicairkan dengan menggunakan tekanan tinggi hingga gas tersebut mencair.

Gas cair kemudian dapat didistribusikan dengan mudah. Hasil pembakaran LPG tidak membentuk jelaga dengan panas tinggi.

2. Pelumas

Pelumas adalah senyawa alkana bermutu tinggi dengan sejumlah besar atom karbon di setiap molekulnya, seperti C₁₈H₃₈.

3. Pelarut

Berbagai jenis hidrokarbon termasuk nafta dan petroleum eter adalah senyawa alkana yang digunakan sebagai pelarut dalam industri dan juga dalam aplikasi dry cleaning.

4. Sumber Hidrogen

Alkana bermanfaat sebagai sumber hidrogen seperti gas bumi dan gas alam yang digunakan dalam industri seperti industri pupuk dan industri amoniak.

5. Bahan Baku Industri

Alkana dan turunannya berguna sebagai bahan baku industri seperti detergen, minyak rambut, karet sintetis, plastik, gosok dan sebagainya, yang terbuat dari minyak bumi atau gas alam.

6. Bahan Baku yang Digunakan untuk Senyawa Organik Lainnya

Berbagai senyawa organik seperti asam asetat, alkohol dan sebagainya disintesis menggunakan bahan baku utama senyawa alkana berupa minyak bumi dan gas alam.

Contoh Alkana dan Turunannya

1. Sekelompok senyawa yang mengandung gugus hidroksil adalah…

2. Senyawa yang memiliki rumus C₄H₁₀Atau bisa juga…

3. Senyawa C₃H₈O memiliki isomer sebanyak…

Kesimpulan

Senyawa alkana dan turunannya sangat familiar dalam kehidupan sehari-hari. Alkana adalah komponen utama yang ditemukan dalam minyak bumi dan gas alam. Selain digunakan sebagai bahan bakar, alkana dan turunannya juga digunakan sebagai bahan baku industri.