HIDROKARBON ALIFATIK: SIFAT, TATA NAMA, REAKSI, JENIS - KIMIA - 2025

The hidrokarbon alifatik adalah mereka kurang aromatisitas, bukan dalam arti penciuman, tetapi sebagai hal stabilitas kimia. Klasifikasi hidrokarbon dengan cara ini saat ini terlalu ambigu dan tidak tepat, karena tidak membedakan berbagai jenis hidrokarbon yang tidak aromatik.

Jadi, kami memiliki hidrokarbon alifatik dan hidrokarbon aromatik. Yang terakhir ini dikenali dari unit dasarnya: cincin benzen. Yang lain, sebaliknya, dapat mengadopsi struktur molekul apa pun: linier, bercabang, siklik, tak jenuh, polisiklik; selama mereka tidak memiliki sistem terkonjugasi seperti benzena.

Bahan bakar cair dalam korek api terdiri dari campuran hidrokarbon alifatik. Sumber: Pixnio.

Istilah 'alifatik' lahir dari kata Yunani 'aleiphar', yang berarti lemak, juga digunakan untuk menyebut minyak. Oleh karena itu, pada abad ke-19 klasifikasi ini ditetapkan untuk hidrokarbon yang diperoleh dari ekstrak berminyak; sedangkan hidrokarbon aromatik diekstraksi dari pohon dan resin harum.

Namun, ketika dasar-dasar kimia organik dikonsolidasikan, ditemukan bahwa ada sifat kimiawi yang membedakan hidrokarbon, bahkan lebih penting daripada sumber alaminya: aromatik (dan bukan wewangian).

Dengan cara ini, hidrokarbon alifatik berhenti menjadi hanya yang diperoleh dari lemak, menjadi semua yang kurang aromatik. Dalam kelompok ini kita memiliki alkana, alkena, dan alkuna, terlepas dari apakah mereka linier atau siklik. Itulah mengapa 'alifatik' dianggap tidak tepat; meskipun ada gunanya membahas beberapa aspek umum.

Misalnya, ketika Anda mengatakan 'ujung' atau 'rantai' alifatik, Anda mengacu pada daerah molekuler di mana cincin aromatik tidak ada. Dari semua hidrokarbon alifatik, yang paling sederhana menurut definisi adalah metana, CH ₄ ; sedangkan benzena adalah hidrokarbon aromatik yang paling sederhana.

Sifat hidrokarbon alifatik

Sifat-sifat hidrokarbon alifatik bervariasi pada derajat yang berbeda tergantung pada yang mana yang dipertimbangkan. Ada yang bermassa molekul rendah dan tinggi, serta linier, bercabang, siklik, atau polisiklik, bahkan yang memiliki struktur tiga dimensi yang menakjubkan; seperti di Kuba, berbentuk kubus.

Namun, ada beberapa hal umum yang bisa disebutkan. Kebanyakan hidrokarbon alifatik adalah gas atau cairan hidrofobik dan apolar, beberapa lebih apolar daripada yang lain, karena bahkan mereka yang rantai karbonnya mengandung atom halogen, oksigen, nitrogen, atau belerang termasuk dalam daftar.

Demikian pula, senyawa ini adalah senyawa yang mudah terbakar, karena rentan terhadap oksidasi di udara dengan sumber panas yang minimal. Karakteristik ini menjadi lebih berbahaya jika kita menambahkan volatilitasnya yang tinggi, karena interaksi dispersif yang lemah yang menyatukan molekul alifatik.

Kita melihat ini misalnya pada butana, gas yang relatif mudah mencair seperti propana. Keduanya sangat mudah menguap dan mudah terbakar, menjadikannya komponen aktif dalam gas memasak atau pemantik api saku.

Tentu saja, volatilitas ini cenderung menurun dengan bertambahnya massa molekul dan hidrokarbon menciptakan cairan yang semakin kental dan berminyak.

Tata nama

Nomenklatur hidrokarbon berbeda bahkan lebih dari sifatnya. Jika mereka adalah alkana, alkena atau alkuna, aturan yang sama yang ditetapkan oleh IUPAC diikuti: pilih rantai terpanjang, tetapkan nomor indikator terendah ke ujung yang paling tersubstitusi atau ke heteroatom atau kelompok yang paling reaktif.

Dengan cara ini dapat diketahui karbon yang ditemukan pada setiap substituen, atau bahkan ketidakjenuhannya (ikatan rangkap atau rangkap tiga). Dalam kasus hidrokarbon siklik, nama tersebut diawali dengan substituen yang tercantum dalam urutan abjad, diikuti dengan kata 'siklus', menghitung nomor karbon yang menyusunnya.

Misalnya, pertimbangkan dua sikloheksana berikut:

Dua sikloheksana, yang diklasifikasikan sebagai hidrokarbon alifatik. Sumber: Gabriel Bolívar.

Sikloheksana A disebut 1,4-dimetilsikloheksana. Jika cincin itu terdiri dari lima karbon, maka akan menjadi 1,4-dimetilkiklopentana. Sedangkan sikloheksana B disebut 1,2,4-trimetilsikloheksana, bukan 1,4,6-sikloheksana, karena menggunakan indikator terendah.

Sekarang, nomenklatur bisa menjadi sangat rumit untuk hidrokarbon dengan struktur yang aneh. Bagi mereka ada aturan yang lebih spesifik, yang harus dijelaskan secara terpisah dan hati-hati; seperti diena, terpene, poliena, dan senyawa polisiklik.

Reaksi

Pembakaran

Untungnya, reaksi hidrokarbon ini kurang bervariasi. Salah satunya telah disebutkan: mudah terbakar, menghasilkan karbon dioksida dan air, serta oksida atau gas lain tergantung pada keberadaan heteroatom (Cl, N, P, O, dll.). Namun, CO ₂ dan H ₂ O adalah produk utama pembakaran.

Tambahan

Jika mereka menunjukkan ketidakjenuhan, mereka dapat mengalami reaksi adisi; yaitu, mereka memasukkan molekul kecil ke dalam tulang punggungnya sebagai substituen mengikuti mekanisme tertentu. Di antara molekul-molekul ini kita memiliki air, hidrogen dan halogen (F ₂ , Cl ₂ , Br ₂ dan I ₂ ).

Halogenasi

Di sisi lain, hidrokarbon alifatik di bawah insiden radiasi ultraviolet (hv) dan panas dapat memutus ikatan CH untuk mengubahnya menjadi ikatan CX (CF, C-Cl, dll.). Ini adalah reaksi halogenasi, yang diamati pada alkana rantai sangat pendek, seperti metana atau pentana.

Retak

Reaksi lain yang dapat dialami oleh hidrokarbon alifatik, terutama alkana rantai panjang, adalah retak termal. Ini terdiri dari penyediaan panas yang intens sehingga energi panas memutus ikatan DC, dan dengan demikian molekul kecil, lebih bernilai tinggi di pasar bahan bakar, terbentuk dari molekul besar.

Keempat reaksi di atas adalah reaksi utama yang dapat dialami oleh hidrokarbon alifatik, pembakaran menjadi yang terpenting dari semuanya, karena tidak mendiskriminasi senyawa apapun; semua akan terbakar dengan adanya oksigen, tetapi tidak semua akan menambah molekul atau terurai menjadi molekul kecil.

Jenis

Hidrokarbon alifatik mengelompokkan banyak sekali senyawa, yang pada gilirannya diklasifikasikan dengan cara yang lebih spesifik, yang menunjukkan tingkat ketidakjenuhannya, serta jenis struktur yang dimilikinya.

Menurut seberapa tak jenuhnya mereka, kita memiliki alkana (jenuh), alkena dan alkuna (tak jenuh).

Alkana dicirikan dengan memiliki ikatan CC tunggal, sedangkan pada alkena dan alkuna kita mengamati ikatan C = C dan C≡C. Cara yang sangat umum untuk memvisualisasikannya adalah dengan menganggap kerangka karbon alkana sebagai rantai zigzag dan bengkok, menjadi "kotak" untuk alkena dan "garis lurus" untuk alkuna.

Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa ikatan rangkap dan rangkap tiga menghadirkan energi dan restriksi sterik dalam rotasinya, "mengeraskan" strukturnya.

Alkana, alkena, dan alkuna dapat bercabang, siklik, atau polisiklik. Itulah sebabnya sikloalkana, sikloalken, sikloalkin, dan senyawa seperti dekalin (dengan struktur bicyclo), adamantane (mirip dengan topi bisbol), heptalen, gonan, antara lain, juga dianggap hidrokarbon alifatik.

Jenis hidrokarbon lain muncul dari alkena, seperti diena (dengan dua ikatan rangkap), poliena (dengan banyak ikatan rangkap bergantian), dan terpene (senyawa yang diturunkan dari isoprena, diena).

Aplikasi

Sekali lagi, penggunaan hidrokarbon ini dapat bervariasi tergantung pada yang mana yang dipertimbangkan. Namun, pada bagian properti dan reaksinya telah dijelaskan bahwa semuanya adalah pembakaran, tidak hanya untuk melepaskan molekul gas, tetapi juga cahaya dan panas. Jadi, mereka adalah penampung energi, yang berguna sebagai bahan bakar atau sumber panas.

Itulah mengapa mereka digunakan sebagai bagian dari komposisi bensin, untuk gas alam, di pembakar Bunsen, dan secara umum untuk dapat menyalakan api.

Salah satu contoh yang paling menonjol adalah asetilena, HC≡CH, yang pembakarannya memungkinkan ion logam sampel tereksitasi dalam spektrometri serapan atom yang dilakukan dalam uji analitik. Selain itu, api yang dihasilkan dapat digunakan untuk pengelasan.

Hidrokarbon alifatik cair, seperti parafinik, sering digunakan sebagai pelarut ekstraksi lemak. Selain itu, tindakan pelarutnya dapat digunakan untuk menghilangkan noda, enamel, cat, atau hanya untuk menyiapkan larutan senyawa organik tertentu.

Mereka dengan massa molekul tertinggi, apakah kental atau padat, digunakan untuk produksi resin, polimer atau obat-obatan.

Berkenaan dengan istilah 'alifatik', ini sering digunakan untuk merujuk ke daerah-daerah tersebut, dalam makromolekul, yang tidak memiliki aromatik. Misalnya, asphaltenes secara dangkal digambarkan sebagai nukleus aromatik dengan rantai alifatik.

Contoh

Pada awalnya dikatakan bahwa metana adalah hidrokarbon alifatik yang paling sederhana. Ini diikuti oleh propana, CH ₃ CH ₂ CH ₃ , butana, CH ₃ CH ₂ CH ₂ CH ₃ , pentana, CH ₃ CH ₂ CH ₂ CH ₂ CH ₃ , oktan, nonan, dekan, dan seterusnya, memiliki alkana setiap saat. lebih lama.

Hal yang sama berlaku untuk etilen, CH ₂ = CH ₂ , propena, CH ₃ CH = CH ₂ , butena, CH ₃ CH ₂ CH = CH ₃ , dan untuk alkuna lainnya. Jika ada dua ikatan rangkap, itu adalah diena, dan jika ada lebih dari dua, poliena. Demikian juga, mungkin ada ikatan rangkap dan rangkap tiga dalam kerangka yang sama, meningkatkan kompleksitas struktural.

Di antara sikloalkana, kita dapat menyebutkan siklopropana, siklobutan, siklopentana, sikloheksana, sikloheptana, siklooktana, serta sikloheksen dan sikloheksin. Turunan bercabang pada gilirannya diperoleh dari semua hidrokarbon ini, contoh yang tersedia (seperti 1,4-dimetilsikloheksana) semakin banyak.

Dari terpene yang paling representatif, kami memiliki limonene, mentol, pinene, vitamin A, squalene, dll. Polietilen adalah polimer jenuh dengan unit -CH ₂ -CH ₂ , jadi ini juga merupakan contoh hidrokarbon ini. Contoh lain telah dikutip di bagian sebelumnya.

Referensi

1. Morrison, RT dan Boyd, R, N. (1987). Kimia organik. Edisi ke-5. Editorial Addison-Wesley Interamericana.
2. Carey F. (2008). Kimia organik. (Edisi keenam). Mc Graw Hill.
3. Graham Solomons TW, Craig B. Fryhle. (2011). Kimia organik. Amina. (Edisi ke-10.). Wiley Plus.
4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (22 Agustus 2019). Definisi Hidrokarbon Alifatik. Diperoleh dari: thinkco.com
5. Wikipedia. (2019). Senyawa alifatik. Dipulihkan dari: en.wikipedia.org
6. Kimia LibreTexts. (20 Agustus 2019). Hidrokarbon Alifatik. Diperoleh dari: chem.libretexts.org
7. Elizabeth Wyman. (2019). Hidrokarbon Alifatik: Definisi & Sifat. Belajar. Diperoleh dari: study.com