ALKANA ATAU HIDROKARBON JENUH: SIFAT, CONTOH - KIMIA - 2025

The alkana atau hidrokarbon jenuh yang ditandai dengan ikatan tunggal hanya dalam struktur yang jenis kovalen. Ini berarti bahwa atom karbon yang ada dalam spesies ini terikat pada jumlah maksimum atom hidrogen yang dengannya mereka dapat membentuk ikatan, karena alasan ini disebut jenuh.

Di alam semesta kimia organik, alkana, juga dikenal sebagai parafin, dianggap spesies yang cukup melimpah dan sangat penting, termasuk dalam kelompok hidrokarbon alifatik (seperti hidrokarbon tak jenuh).

Hidrokarbon jenuh paling sederhana yang dapat dibentuk diambil sebagai contoh: metana, senyawa yang ditemukan dalam fasa gas dalam kondisi ruangan standar (25 ° C dan atm), yang rumusnya adalah CH ₄ .

Seperti yang dapat dilihat, satu-satunya atom karbon yang ada dalam molekul ini memiliki empat ikatan sederhana, satu dengan setiap atom hidrogen.

Alkena dan alkuna memiliki kegunaan komersial yang penting, seperti dalam kasus etilen dan propilena; tetapi mereka juga merupakan senyawa yang lebih reaktif daripada hidrokarbon jenuh, membuatnya memiliki rentang reaksi yang tinggi yang timbul dari alkena dan alkena biasa.

Nomenklatur alkana

Untuk menamai alkana atau hidrokarbon jenuh dengan benar, hal pertama yang harus diingat adalah bahwa menurut IUPAC (Persatuan Internasional Kimia Murni dan Terapan), nomenklatur sistematis untuk empat alkana paling sederhana tidak boleh diterapkan.

Nomenklatur hidrokarbon jenuh linier

Senyawa-senyawa ini memiliki rumus umum C _n H _{2n + 2} , di mana nilai n hanya dapat berupa bilangan bulat positif (n = 1,2, …), dan dinamai menggunakan awalan yang sesuai dengan jumlah atom karbon dan are tambahkan sufiks –ano.

Jadi, empat molekul jenuh pertama adalah: metana (CH ₄ ), etana (C ₂ H ₆ ), propana (C ₃ H ₈ ) dan butana (C ₄ H ₁₀ ).

Untuk memulai dengan nomenklatur alkana yang memiliki antara lima dan sepuluh atom karbon, jumlah atom yang berada dalam rantai terpanjang ini dihitung, asalkan kontinu.

Lebih lanjut, jika atom hidrogen dikurangi dari alkana, ia menjadi substituen, yaitu gugus yang terminasi -ana diubah menjadi -il. Misalnya, metana (CH ₄ ) akan menjadi metil (-CH ₃ ) dan demikian pula dengan molekul lain.

Memperhatikan apa yang telah dinyatakan sejauh ini, dan menambahkan bahwa penghitungan harus selalu dimulai dengan atom karbon yang memiliki substituen terdekat, maka posisi substituen diikuti dengan nama alkana ditunjukkan.

Jadi, senyawa di atas disebut 3-metilpentana.

Nomenklatur hidrokarbon jenuh bercabang

Demikian pula, alkana rantai cabang memiliki rumus umum yang sama dengan yang linier, tetapi dengan n> 2. Jadi setiap kali satu atau lebih atom atau kelompok atom menggantikan satu atau lebih atom hidrogen, lokasi substituen ini harus dicatat.

Jika terdapat beberapa cabang kelompok dengan tipe alkil yang sama, ekspresi di-, tri- atau tetra- digunakan untuk menunjukkan jumlah substituen ini, didahului dengan indikasi posisinya dan diakhiri dengan nama alkana.

Jika substituen berbeda, maka dinamai menurut urutan abjad, dan mungkin juga memiliki substituen non-karbon, seperti klor (Cl) atau nitro (NO ₂ ).

Dalam semua kasus, untuk menghitung nomor karbon rantai utama, nomor terkecil diberikan ke karbon yang dihubungkan ke substituen terendah dalam urutan abjad, dan berlanjut ke arah tersebut.

Nomenklatur hidrokarbon jenuh siklik

Hidrokarbon jenuh tipe siklik, yang lebih dikenal dengan sikloalkana, memiliki rumus umum C _n H _2n , di mana n = 3,4, …

Dalam molekul organik ini, atom karbon yang menyusunnya tersusun secara tertutup, yaitu strukturnya membentuk cincin.

Untuk menamai spesies ini, pedoman yang dijelaskan di atas untuk alkana linier dan bercabang diikuti, hanya menambahkan awalan cyclo-. Begitu pula, siklopropana (C ₃ H ₆ ) dianggap sebagai sikloalkana paling sederhana.

Demikian pula, molekul-molekul ini dapat mengandung lebih dari satu cincin yang terintegrasi ke dalam rantai utamanya, dengan minimal tiga atom karbon dan bahkan membentuk struktur yang sangat kompleks.

Properti

Hidrokarbon jenuh memiliki ciri utama membentuk ikatan sederhana antara atomnya, yang menjadikannya kelompok molekul yang sangat besar dan memberinya sifat yang cukup spesifik seperti yang dijelaskan di bawah ini:

Isomerisasi geometris

Struktur molekul alkana menghasilkan modifikasi pada sifat fisik dan kimianya, karena konformasi empat ikatan yang dapat dibentuk karbon.

Ini berarti bahwa terlepas dari kenyataan bahwa dalam molekul-molekul ini karbon memiliki hibridisasi tipe sp ³ , sudut antara atom-atom yang berdekatan dapat bervariasi tergantung pada jenis atomnya.

Untuk menjelaskannya lebih tepat, sikloalkana memiliki sudut torsi yang memberinya karakteristik unik yang disebut stereokimia, yang dapat memengaruhi energi molekul dan faktor lain yang melekat padanya, seperti memberikan sifat spektroskopi dan optik.

Keasaman

Hidrokarbon jenuh menunjukkan reaktivitas yang cukup rendah terhadap ionik dan spesies kutub lainnya. Pada saat yang sama, mereka praktis tidak berinteraksi dengan zat asam dan basa.

Polaritas

Alkana dianggap non-konduktif, karena mereka praktis memiliki polaritas nol di hadapan medan listrik. Jadi ikatan hidrogen tidak dapat dibentuk untuk memungkinkan kelarutannya dalam pelarut polar.

Jadi mereka praktis larut dalam semua pelarut non-polar, tidak bercampur dengan pelarut polar seperti air.

Titik didih dan titik leleh

Dalam hidrokarbon jenuh, interaksi antarmolekul terjadi karena gaya van der Waals, di mana interaksi yang lebih kuat diterjemahkan ke dalam titik didih yang lebih tinggi.

Tren serupa diamati untuk titik leleh, tetapi ini disebabkan oleh kapasitas pengemasan molekul.

Karena interaksi ini secara langsung berkaitan dengan berat molekul spesies, semakin besar molekul titik didih dan lelehnya akan semakin tinggi.

Jadi, dengan memiliki struktur yang lebih kaku yang memberi mereka bidang kontak antarmolekul, sikloalkana memiliki titik didih dan titik leleh yang lebih tinggi daripada alkana linier yang sesuai.

Contoh alkana

Alkana linier

Metana : Ini adalah gas tidak berwarna dan tidak berbau yang terjadi secara berlimpah di alam dan sebagai produk dari aktivitas manusia tertentu. Metana adalah anggota alkana yang paling sederhana dan salah satu yang paling kuat dari gas rumah kaca (Encyclopædia Britannica, 2017).

Etana : adalah gas yang terutama ditemukan dalam gas alam dan digunakan dalam campuran dengan gas lain untuk menghasilkan bahan bakar.

Propana : Ini adalah gas tidak berwarna, ditemukan di gas alam dan digunakan sebagai bahan bakar di rumah dan industri. Rumus kimia untuk propana adalah C ₃ H ₈ dan rumus diperpanjang adalah CH ₃ CH ₂ CH ₂ (Rumus Propana, SF).

Butane : atau n-butane adalah salah satu dari puluhan gas yang diekstraksi dari gas alam mentah dan juga dapat diproduksi dari minyak mentah. N-butana adalah gas multiguna yang tidak berwarna. Butana dapat digunakan untuk memanaskan, mendinginkan, dan memantik bahan bakar.

N-Pentane : adalah cairan bening tidak berwarna dengan bau seperti minyak bumi. Pentane ditemukan dalam minuman beralkohol dan minyak hop. Alkana ini adalah komponen dari beberapa bahan bakar dan digunakan sebagai pelarut khusus di laboratorium.

N-Hexane : adalah cairan bening tidak berwarna dengan bau seperti minyak bumi. Ini ditemukan dalam buah jeruk dan digunakan untuk mengekstrak minyak nabati dari biji-bijian dan sayuran, sebagai pelarut tujuan khusus, dan sebagai agen pembersih.

N-Heptane : adalah cairan transparan tidak berwarna dengan bau seperti minyak bumi. Itu ditemukan di kapulaga. Kurang padat dari air dan tidak larut dalam air. Uap lebih berat dari udara.

N-Octane : Ini adalah cairan tidak berwarna dengan bau bensin. Kurang padat dari air dan tidak larut dalam air. Oleh karena itu ia mengapung di atas air. Menghasilkan uap yang mengiritasi.

Methyl Chloride : Juga disebut chloromethane, itu adalah gas yang tidak berwarna. Ini adalah haloalkana paling sederhana, digunakan dalam pembuatan polimer silikon dan dalam pembuatan produk kimia lainnya.

Kloroform : Cairan tidak berwarna, berbau dan sangat mudah menguap yang telah banyak digunakan untuk sifat anestesi. Karena sifat-sifat ini, ia memiliki reputasi untuk dapat membuat orang pingsan atau memukul orang, bahkan ketika dikonsumsi dalam dosis kecil (MoviesDoes Chloroform Benar-benar Menghancurkan Anda secepat yang mereka tunjukkan di film?, 2016).

Karbon tetraklorida : juga disebut tetraklorometana, cairan tidak berwarna, padat, sangat beracun, mudah menguap, tidak mudah terbakar yang memiliki bau khas dan digunakan sebagai pelarut.

Kloroetana : adalah gas yang mengembun di bawah tekanan ringan. Kloroetana digunakan terutama untuk pereda nyeri lokal dalam kedokteran olahraga (Pusat Informasi Bioteknologi Nasional., 2017).

Bromoetana : juga dikenal sebagai etil bromida, ini adalah cairan volatil yang tidak berwarna, sedikit larut dan lebih padat dari air. Uap lebih berat dari udara. Ini digunakan untuk membuat obat-obatan dan sebagai pelarut.

Alkana bercabang

Isobutane : adalah gas tidak berwarna dengan bau petroleum samar. Itu dikirim sebagai gas cair di bawah tekanan uapnya. Kontak dengan cairan dapat menyebabkan radang dingin. Ini menyala dengan mudah.

Isopentane - Juga disebut 2-methylbutane, ini adalah cairan berair yang tidak berwarna dengan bau bensin. Mengapung di air. Ini menghasilkan uap yang mudah terbakar dan mengiritasi (Pusat Nasional untuk Informasi Bioteknologi. Basis Data Gabungan PubChem;, 2017).

2-metilpentana : ini adalah alkana rantai cabang dengan rumus molekul C ₆ H1 ₄ . Ini adalah cairan encer dengan bau bensin yang mengapung di atas air dan menghasilkan uap yang mengiritasi.

3,3-Dimethylhexane - Ditemukan dalam bumbu dan rempah-rempah. 3, 3-Dimethylhexane adalah komponen Osmanthus fragrans (sweet osmanthus) dan minyak ginseng.

2, 3-Dimethylhexane : ditemukan dalam buah-buahan. 2,3-Dimetilheksana adalah komponen pati yang mudah menguap.

Neopentane : ini adalah cairan yang kurang padat dari air. Tidak larut dalam air tetapi larut dalam alkohol (National Center for Biotechnology Information., 2015).

2, 2, 4-trimethylpentane : atau isooctane dilepaskan ke lingkungan melalui pembuatan, penggunaan dan pembuangan produk yang berhubungan dengan industri perminyakan. 2,2,4-trimethylpentane menembus kulit manusia dan menyebabkan nekrosis pada kulit dan jaringan di tangan, sehingga membutuhkan pembedahan (National Center for Biotechnology Information., 2017).

Sikloalkana

Cyclopropane - adalah gas tidak berwarna dengan bau seperti minyak bumi. Kontak dengan cairan dapat menyebabkan radang dingin. Itu bisa mati lemas karena perpindahan udara dan memiliki efek narkotika dalam konsentrasi tinggi.

Cyclobutane : Gas yang mengembun menjadi cairan pada suhu 13 ° C.Tak larut dalam air. Larut dalam alkohol, aseton dan eter.

Cyclopentane - adalah cairan bening tidak berwarna dengan bau seperti minyak bumi. Kurang padat dari air dan tidak larut di dalamnya. Uap lebih berat dari udara.

Cyclohexane : ditemukan di kohlrabi. Pengencer dalam campuran aditif warna untuk penggunaan makanan.

Cycloheptane : ini adalah cairan berminyak yang tidak berwarna, tidak larut, dan kurang padat dari air. Menghirup konsentrasi tinggi dapat memiliki efek narkotik. Ini digunakan untuk membuat bahan kimia lainnya.

Siklooktana : ini adalah hidrokarbon polisiklik dengan sembilan atom karbon. Tidak larut dalam air.

Methylcyclohexane - adalah cairan bening tidak berwarna dengan bau seperti minyak bumi. Dalam metilsikloheksana, konformasi kursi di mana gugus metil besar adalah ekuator adalah yang paling stabil dan oleh karena itu paling padat dari semua kemungkinan konformasi (Carey, 2011).

Isopropyl Cyclohexane : Ini adalah cairan tidak berwarna yang ditemukan dalam buah-buahan. Isopropyl cyclohexane ditemukan pada Carica papaya (pepaya).

methylcyclopentane : itu adalah cairan tidak berwarna, tidak larut dan kurang padat dari air. Uap bisa menjadi narkotik dan mengiritasi. Methylcyclopentane diisolasi dari Helianthus annuus (bunga matahari).

Norborane : ini adalah alkana sepeda disebut juga sepeda heptana dengan rumus C7H12.

Referensi

1. Alkana. (2016, 28 November). Dipulihkan dari chem.libretexts.org.
2. Alkana. (SF). Diperoleh dari hyperphysics.phy-astr.gsu.edu.
3. (2014). Alkana. Dipulihkan dari bbc.co.uk.
4. Carey, FA (2011, 2 Desember). Hidrokarbon. Dipulihkan dari britannica.
5. Encyclopædia Britannica. (2017, 24 Maret). Metana. Dipulihkan dari britannica.com.
6. Khan Academy. (SF). Alkana, sikloalkana, dan gugus fungsi. Dipulihkan dari khanacademy.org.
7. FilmApakah Kloroform Benar-Benar Menghantam Anda secepat yang mereka tunjukkan di film? (2016). Dipulihkan dari scienceabc.
8. Pusat Nasional untuk Informasi Bioteknologi. . (2017, 06 Mei). Basis Data Gabungan PubChem; CID = 6337. Diperoleh dari PubChem.
9. Pusat Nasional untuk Informasi Bioteknologi. (2015, 6 Mei). Basis Data Gabungan PubChem; CID = 10041. Diperoleh dari PubChem.
10. Pusat Nasional untuk Informasi Bioteknologi. (2017, 6 Mei). Basis Data Gabungan PubChem; CID = 10907. Diperoleh dari PubChem.
11. Pusat Nasional untuk Informasi Bioteknologi. Basis Data Gabungan PubChem;. (2017, 6 Mei). Basis Data Gabungan PubChem; CID = 6556 ,. Diperoleh dari PubChem.
12. Formula Propana. (SF). Dipulihkan dari softschools.com.