Hidrokarbon: Pengertian, Macam, Pemanfaatan

Senyawa karbon di alam maupun sintesis ada banyak jumlahnya. Hal ini dikarenakan karbon mudah berikatan dengan unsur lain sehingga membentuk jenis senyawa berbeda. Salah satu bentuk senyawa yang terbentuk oleh ikatan atom karbon yaitu hidrokarbon yang berasal dari ikatan karbon dan hidrogen.

Pengertian Hidrokarbon

Atom karbon mempunyai ciri khas berupa kemampuannya untuk membentuk 4 ikatan kovalen dengan atom lainnya. Ikatan yang terjadi pada atom karbon dapat berupa ikatan kovalen tunggal, rangkap dua serta rangkap tiga. Atom karbon juga bisa membentuk rantai karbon lurus dan bercabang.

Salah satu ikatan karbon dengan atom lainnya adalah senyawa hidrogen yang terbentuk dari ikatan karbon dengan atom hidrogen. Hidrokarbon paling sederhana merupakan senyawa metana dengan rumus CH₄. Pada molekul metana, atom karbon dikelilingi oleh 4 atom hidrogen dengan jarak yang sama.

Senyawa hidrokarbon adalah senyawa karbon paling sederhana yang terdiri dari unsur karbon (C) dan atom hidrogen (H). Senyawa hidrokarbon adalah suatu kelompok senyawa besar yang banyak ditemukan di alam khususnya pada minyak bumi dan gas alam.

Senyawa hidrokarbon termasuk senyawa organik.

Pemanfaatan Hidrokarbon dalam Kehidupan Sehari-Hari

• Bidang Pangan

Hidrokarbon mendapatkan energi dari matahari ketika tumbuhan memanfaatkan sinar matahari selama proses fotosintesis untuk memproduksi glukosa. Glukosa mengalir di dalam aliran darah yang dibutuhkan oleh sel tubuh.

• Bidang Sandang

Senyawa turunan hidrokarbon yang dibutuhkan dalam industri sandang adalah wol, sutra, kapas, nilon hingga serat sintetis.

• Bidang Papan

Senyawa hidrokarbon pada bidang papan meliputi kayu, selulosa, polimer dan lignin.

Macam-Macam Atom Karbon Berdasarkan Ikatannya

Berdasarkan jumlah atom karbon yang diikat, atom karbon dengan 4 ikatan kovalen tunggal dibedakan berdasarkan atom karbon primer (1⁰), atom karbon sekunder (2⁰), atom karbon tersier (3⁰) dan atom karbon kuarterner (4⁰).

1. Atom Karbon Primer (1⁰)
   Atom karbon primer adalah atom karbon yang berikatan langsung pada setiap 1 atom karbon lainnya.

2. Atom Karbon Sekunder (2⁰)
   Atom karbon sekunder adalah atom karbon yang berikatan langsung pada 2 atom karbon lainnya.

3. Atom Karbon Tersier (3⁰)
   Atom karbon tersier adalah atom karbon yang berikatan langsung pada 3 atom karbon lainnya.

4. Atom Karbon Kuarterner (4⁰)
   Atom karbon kuarterner adalah atom karbon yang berikatan langsung pada 4 atom karbon lainnya.

Untuk lebih memahami jenis atom karbon berdasarkan ikatannya perhatikan Gambar 2 di atas. Pada gambar tersebut terlihat atom karbon berikatan dengan beberapa atom lainnya. Jumlah atom karbon pada setiap posisinya sebagai berikut:

1. Atom karbon primer: Terdapat 5 atom karbon primer  (bertanda 1⁰)
2. Atom karbon sekunder: Terdapat 3 atom karbon (bertanda 2⁰)
3. Atom karbon tersier: Terdapat 1 atom karbon (bertanda 3⁰)
4. Atom karbon kuarterner: Terdapat 1 atom karbon (bertanda 4⁰)

Macam-Macam Hidrokarbon

Senyawa hidrokarbon dibedakan menjadi 3 jenis berdasarkan bentuk rantai karbonnya yakni hidrokarbon alifatik, hidrokarbon alisiklik dan hidrokarbon aromatik.

1. Hidrokarbon alifatik

Hidrokarbon alifatik merupakan hidrokarbon rantai terbuka yang terdiri dari rantai lurus serta rantai bercabang. Hidrokarbon alifatik yang mempunyai ikatan tunggal disebut sebagai hidrokarbon jenuh. Contoh hidrokarbon alifatik jenuh adalah alkane.

Sementara senyawa hidrokarbon yang mengandung ikatan rangkap disebut sebagai hidrokarbon tidak jenuh contohnya adalah alkena dan alkuna. Contoh hidrokarbon alifatik terdiri dari:

• Alkana: merupakan hidrokarbon jenuh yang hanya mempunyai ikatan tunggal berupa C – C
• Alkena: merupakan hidrokarbon tidak jenuh yang mempunyai minimal satu ikatan rangkap dua yakni C = C
• Alkuna: merupakan hidrokarbon tidak jenuh yang mempunyai minimal 1 ikatan rangkap tiga C  C

2. Hidrokarbon Alisiklik

Hidrokarbon alisiklik dan hidrokarbon aromatik termasuk ke dalam jenis hidrokarbon rantai tertutup atau rantai lingkar (cincin). Perbedaan antara keduanya adalah semua senyawa hidrokarbon siklik yang tidak termasuk aromatik digolongkan ke dalam jenis hidrokarbon alisiklik.

Hidrokarbon alisiklik bisa berupa hidrokarbon jenuh dan juga hidrokarbon tidak jenuh.

3. Hidrokarbon Aromatik

Hidrokarbon aromatik merupakan ikatan atom karbon dan hidrogen yang bentuk rantainya tertutup membentuk cincin bencena. Hidrokarbon aromatik hanya berbentuk hidrokarbon tidak jenuh saja.

Tata Nama Senyawa Hidrokarbon

Sistem penamaan alkana mengikuti aturan IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry). Nama yang diturunkan menggunakan sistem IUPAC disebut sebagai nama sistematis. Nama IUPAC berbeda dengan nama yang dikenal di kehidupan sehari-hari atau dikenal sebagai nama biasa.

1. Alkana

Alkana adalah hidrokarbon alifatik jenuh yang mempunyai rantai terbuka dengan semua ikatan karbonnya adalah ikatan tunggal. Penamaan alkana disesuaikan dengan jumlah atom C yang dimiliki dan kemudian diberi awalan n (n = normal). Berikut adalah tabel berisi rumus molekul beserta nama alkana.

Apabila rantai alkana bercabang, maka penamaannya menggunakan melakukan langkah berikut:

a) Nama IUPAC Alkana bercabang terdiri dari 2 bagian:

• Bagian pertama adalah nama cabang
• Bagian kedua adalah nama rantai induk (rantai karbon terpanjang dari molekul)

b) Cabang diberi nama alkil, yakni sama dengan nama alkana yang sesuai namun akhiran –ana diganti menjadi –il. Sebagai contoh metana diubah menjadi metil dan etana berubah menjadi etil.

c) Posisi cabang ditunjukkan menggunakan awalan angka. Oleh karena itu, rantai induk diberi nomor dengan penomoran dimulai dari salah satu ujungnya sedemikian sehingga posisi cabang memiliki nomor paling kecil

d) Apabila terdapat lebih dari satu macam cabang, maka cabang ditulis sesuai urutan abjadnya, sebagai contoh etil ditulis terlebih dulu daripada metil.

e) Apabila terdapat lebih dari satu cabang sejenis, maka nama cabang disebut satu kali saja dengan diberi awalan yang menunjukkan jumlah cabang, misal di (2), 3 (tri), 4 (tetra), 5 (penta) dan selanjutnya.

Berikut contoh penamaan pada alkana:

1. Contoh penamaan 1

Diberi nama n-heksana

2. Contoh penamaan 2

Rantai induk : butana
Gugus cabang atau alkil : metil
Nomor cabang : 2
Nama : 2-metilbutana

3. Contoh penamaan 3

Rantai induk : heksana
Gugus cabang atau alkil : isopropil
Nomor cabang : 3
Nama : 3-isopropilheksana

4. Contoh penamaan 4

Pada rangkaian senyawa alkana di atas mempunyai lebih dari satu gugus alkil yang sama sehingga penulisan nama dengan memberikan nomor cabang alkilnya dan dipisahkan dengan tanda koma (,).

Rantai induk : pentana
Gugus cabang atau alkil : metil
Nomor cabang : 2, 3
Nama : 2, 3 – dimetilpentana

2. Alkena

Nama senyawa alkena diturunkan dari senyawa alkana yang mempunyai jumlah atom karbon sama, dengan cara mengganti akhiran –ana dengan –ena, misalnya etena, propena, 1-butena (posisi ikatan rangkap di atom C ke-1 dan 2), 2-butena (posisi ikatan rangkap di atom C ke-2 dan 3).

a) Pemberian nama senyawa alkena menggunakan sistem IUPAC dengan melihat rantai induknya yang merupakan rantai paling panjang yang mempunyai ikatan rangkap.

b) Penomoran dimulai dari salah satu ujung dari rantai induk  sehingga pada ikatan rangkapnya mempunyai nomor paling kecil

c) Posisi ikatan rangkapnya ditunjukkan menggunakan awalan angka, yakni nomor atom karbon dengan ikatan rangkap paling pinggir (nomor paling kecil)

d) Jika alkena bercabang, maka penamaan dimulai dari: nomor cabangnya, tanda (-), nama alkilnya, nomor tempat ikatan rangkap, tanda (-), serta nama rantai utama. Contoh

Nama: 2-metil-1-pentena

Keberadaan cabang sangat berpengaruh pada penamaan karena bentuk struktur berbeda meski total jumlah atom karbon dan hidrogen sama. Misal rumus molekul C₄H₈:

Nama: 1-butena

Nama:  2-metil-1-propena

3. Alkuna

Nama senyawa alkuna diturunkan dari senyawa alkana yang sesuai jumlah atom karbonya. Caranya dengan mengubah sedikit pada akhiran –ana menjadi –una, misalnya etuna (C₂H₂), propuna (C₃H₄), dan seterusnya.

Jika jumlah atom karbon C pada rantai induk lebih dari 3, maka penulisan dengan memberikan penomoran di depan. Penomoran ditulis dari salah satu ujung dari rantai induk sehingga ikatan rangkapnya memiliki nomor paling kecil. Misal:

1-butuna (posisi ikatan rangkap di antara atom C ke-1 dan 2)

2-butuna (posisi ikatan rangkap di antara atom C ke-2 dan 3).

Apabila alkuna bercabang, maka tata cara penamaan menggunakan cara berikut:

nomor cabangnya, tanda (-), nama alkilnya, nomor tempat ikatan rangkap, tanda (-), serta nama rantai utama. Contoh:

3-metil-1-butuna

Penutup

Senyawa hidrokarbon merupakan senyawa organik karbon paling sederhana yang terdiri dari atom karbon dan hidrogen. Senyawa hidrokarbon di alam sangat banyak dan mencapai kurang lebih 2 juta senyawa. Berdasarkan strukturnya, hidrokarbon dibedakan menjadi hidrokarbon alifatik, alisiklik dan aromatik.