Alkana dan turunannya termasuk ke dalam salah satu senyawa kimia yang banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari termasuk bahan bakar seperti minyak tanah, LPG dan bensin. Alkana termasuk ke dalam golongan senyawa hidrokarbon karena hanya mengandung unsur karbon dan hidrogen.
Pengertian Alkana dan Turunannya
Alkana dan turunannya adalah salah satu senyawa kimia golongan hidrokarbon alifatik jenuh, yakni senyawa hidrokarbon dengan rantai terbuka yang mana seluruh ikatan karbonnya merupakan ikatan tunggal.
Apabila senyawa alkana diurutkan berdasarkan jumlah atom karbonnya, terdapat perbedaan jumlah atom karbon (C) dan hidrogen (H) secara teratur yakni CH2. Deret senyawa alkana ini disebut sebagai deret homolog yakni suatu deret senyawa sejenis dengan beda jumlah atom berikutnya selalu terpola sama.
Berdasarkan deret homolog senyawa alkana tersebut dirumuskan persamaan umum alkana:
CnH2n + 2 dengan n adalah jumlah atom karbon
Penamaan senyawa alkana menggunakan akhiran –ana, misalnya metana, etana serta propana.
Sifat Alkana dan Turunannya
- Semakin banyak atom C maka titik didih senyawa alkana semakin tinggi. Pada hidrokarbon yang berisomer yakni jumlah atom C sama banyak, maka titik didihnya semakin tinggi jika rantai C semakin panjang atau cabangnya sedikit.
- Empat alkana pertama yakni CH4 hingga C4H10 berada dalam wujud gas pada suhu serta tekanan biasa. Namun pada senyawa alkana dengan jumlah karbon C berikutnya yakni pentana (C5H12) hingga heptadekana (C17H36) berwujud cair. Sementara C18H38 oktadekana dan berikutnya berwujud padat.
- Seluruh hidrokarbon adalah senyawa nonpolar sehingga tidak bisa larut di dalam air. Apabila suatu hidrokarbon bercampur dengan air, lapisan hidrokarbon akan selalu terletak di atas karena massa jenisnya lebih kecil daripada 1 sementara air memiliki massa jenis 1.
- Pelarut yang bagus untuk senyawa hidrokarbon merupakan pelarut nonpolar seperti eter atau CCl4.
- Senyawa alkana bisa mengalami reaksi oksidasi dengan gas oksigen.
Reaksi pembakaran senyawa alkana ini selalu menghasilkan energi sehingga senyawa alkana dimanfaatkan sebagai sumber bahan bakar. Apabila dirata-rata, oksidasi 1 gram senyawa alkana menghasilkan energi sebanyak 50.000 Joule.
Reaksi pembakaran senyawa alkana dibedakan menjadi dua yakni pembakaran sempurna dan pembakaran tidak sempurna.
Reaksi pembakaran sempurna:
Reaksi pembakaran tidak sempurna:
- Apabila senyawa alkana dan turunannya direaksikan dengan unsur halogen seperti Br2, F2 , I2 , serta Cl2 akan membuat atom H pada senyawa alkana mudah mengalami substitusi atau penukaran oleh atom halogen.
Senyawa Turunan Alkana
- Alkohol (Akanol)
Alkohol adalah senyawa karbon yang mengandung gugus hidroksil berupa (-OH). Alkanol mengganti satu atom H pada senyawa alkana dengan gugus hidroksil. Rumus umum alkanol adalah CnH2n+1OH.
Alkohol dibedakan menjadi beberapa macam jenis yakni alkohol primer, alkohol sekunder dan alkohol tersier.
- Aldehida (Alkanal)
Aldehid adalah salah satu senyawa turunan alkana yang memiliki kegunaan dalam pembuatan formalin dan juga pembuatan berbagai jenis plastik thermoset. Plastik thermoset adalah plastik yang tidak akan meleleh pada pemanasan.
Aldehid bisa dibuat dengan cara oksidasi alkohol primer, ozonalisa alkena dan pemecahan glikol. Aldehid atau alkanal merupakan senyawa turunan dari alkana yang memiliki gugus fungsi sebagai berikut:
Rumus umum dari alkanal atau aldehid adalah CnH2nO. Sebagai contoh pada senyawa metanal CH2O dikenal dengan nama trivial formaldehyde.
- Keton (Alkanon)
Senyawa keton memiliki sifat kimia berupa tidak dapat teroksidasi dan dapat menghasilkan alkohol sekunder melalui reaksi reduksi. Keton termasuk senyawa polar larut dalam air. Senyawa keton memiliki titik didih yang lebih tinggi dibandingkan hidrokarbon lainnya dengan massa molekul relative hampir sama.
Keton memiliki rumus umum CnH2nO. Keton yang banyak digunakan berjenis propanon atau disebut aseton. Kegunaan aseton adalah pelarut untuk sirlak, plastik, cat kuku (kuteks) dan pelarut lainnya.
- Eter (Alkoksi Alkana)
Eter atau alkoksi alkana adalah turunan alkana yang memiliki struktur berbeda dengan senyawa alcohol. Rumus umum eter adalah R – O – R’ yang mana gugus fungsi atom O terikat pada 2 gugus alkil. Beberapa contoh senyawa eter adalah CH3 – O – CH3, CH3 – O – C2H5, C2H5 – O – C3H7.
Penamaan eter diberi nama menggunakan sistem IUPAC ataupun penamaan trivial. Penamaan trivial dimulai dengan menggunakan kata alkil dan diikuti oleh kata eter. Senyawa eter mudah menguap, beracun serta tidak membentuk ikatan hidrogen di antara molekul-molekulnya.
- Ester (Alkil Alkanoat)
Ester atau senyawa alkil alkanoat adalah senyawa hidrokarbon yang merupakan turunan dari senyawa asam karboksilat. Senyawa ester lebih mudah untuk menguap dan juga mempunyai titik lebur dan titik didih lebih rendah dibandingkan asam karboksilat atau alcohol.
Kegunaan Alkana dan Turunannya
Senyawa alkana dan turunannya mempunyai banyak manfaat dalam kehidupan sehari-hari dari mulai sebagai bahan bakar hingga bahan baku untuk industri. Berikut kegunaan alkana:
- Sebagai Bahan Bakar
Alkana sebagai senyawa hidrokarbon menjadi sumber bahan bakar utama bagi berbagai kebutuhan seperti LPG, LNG, bensin, kerosin dan solar. LPG (Liquified Petroleum Gas) adalah campuran gas etana, metana, propana serta butana yang dicairkan dengan menggunakan tekanan tinggi sampai gas tersebut mencair.
Gas yang mencair tersebut kemudian dapat didistribusikan dengan mudah. Hasil pembakaran LPG tidak membentuk jelaga dengan panas yang tinggi.
- Pelumas
Pelumas merupakan senyawa alkana suku tinggi dengan jumlah atom karbon di setiap molekulnya cukup besar seperti C18H38.
- Pelarut
Berbagai jenis hidrokarbon meliputi nafta dan petroleum eter merupakan senyawa alkana yang dipakai sebagai pelarut pada industri dan juga pada aplikasi pencucian kering atau dry cleaning.
- Sumber Hidrogen
Alkana berguna sebagai sumber hidrogen seperti gas petroleum dan gas alam yang digunakan di dalam industri seperti industri pupuk dan industri ammonia.
- Bahan Baku Industri
Alkana dan turunannya berguna sebagai bahan baku dalam industri seperti detergen, minyak rambut, karet sintetis, plastik, obat gosok dan sebagainya dibuat dari bahan minyak bumi atau gas alam.
- Bahan Baku yang Digunakan untuk Senyawa Organik Lainnya
Berbagai senyawa organik seperti asam cuka, alkohol dan sebagainya disintesis menggunakan bahan baku utama senyawa alkana berupa minyak bumi dan gas alam.
Contoh Soal Alkana dan Turunannya
1. Kelompok senyawa yang mengandung gugus hidroksil adalah …
Jawab: alkohol
2. Senyawa yang memiliki rumus C4H10O bisa berupa …
Jawab: metoksi propana
3. Senyawa C3H8O memiliki isomer sebanyak …
Jawab: tiga
Kesimpulan
Senyawa alkana dan turunannya sangat tidak asing di dalam kehidupan sehari-hari. Alkana adalah komponen utama yang ditemukan pada minyak bumi dan gas alam. Selain untuk bahan bakar, alkana dan turunannya juga bermanfaat sebagai bahan baku industri.