Kimia Organik: Hidrokarbon Alkana

Hidrokarbon dibedakan menjadi dua yaitu hidrokarbon alifatik dan hidrokarbon aromatik. Kedua hidrokarbon tersebut diketahui berasal dari alam dan sering kali ditemukan pada olahan minyak bumi. Pada hidrokarbon alifatik, jenis yang paling umum adalah alkane, alkena, dan alkuna. Nah, dalam artikel ini, secara khusus akan dijabarkan mengenai apa itu hidrokarbon alkana, tata nama, dan reaksinya. Ini dia penjelasan lengkapnya.

Apa itu Alkana?

Senyawa hidrokarbon adalah jenis senyawa yang tersusun dari atom C dan atom H. Alkana disebut sebagai hidrokarbon paling sederhana yang berupa ikatan tunggal berantai panjang dengan rumus umum C_nH_2n+2. Sementara itu, alkana yang paling sederhana disebut dengan metana (CH₄).

Semua senyawa alkana memiliki hibridasi atau konsep pencampuran orbital atom menjadi orbitan hibrida yang sesuai dengan pasangan elektron untuk membentuk ikatan kimia sp³ tetrahedral.

Alkana bersifat inert (sulit bereaksi) karena memiliki jumlah maksimum atom H pada masing masing atom karbonnya. Alkana yang kehilangan 1 proton H menjadi gugus alkil (CH₃-X) dengan rumus umum C_nH_2n+1 yang namanya berubah, yaitu akhiran ana diganti menjadi il, sehingga metana berubah nama menjadi metil.

Adapun klasisfikasi karbon berdasarkan ikatannya dengan hidrogen, yaitu :

1. Karbon primer, yaitu karbon yang hanya memiliki 1 ikatan dengan atom lain selain atom hidrogen.
2. Karbon sekunder, yaitu karbon yang memiliki 2 ikatan dengan atom lain selain atom hidrogen.
3. Karbon terseier, yaitu karbon yang memiliki 3 ikatan dengan aton lain selain atom hidrogen.
4. Karbon kuartener, yaitu karbon yang tidak memiliki ikatan dengan atom hidrogen.

Pada senyawa hidrokarbon biasanya memiliki suatu isomer. Isomer merupakan senyawa yang memiliki rumus molekul yang sama tapi berbeda dalam strukturnya. Senyawa alkana pun memiliki suatu isomer yaitu isomer rangka iso dan neo.

Tata Nama Alkana

Tata nama alkana ditentukan berdasarkan sistem IUPAC (International Union of Pure Applied Chemistry). Tata nama tersebut terdiri dari 3 bagian yaitu awalan, induk dan akhiran.

Awalan merupakan nama dari subtituennya atau cabangnya, induk menunjukan panjang rantai utamanya, dan akhiran menunjukan gugus fungsi dari senyawa tersebut. Berikut penjelasan tentang tata cara penamaan:

1. Tentukan rantai karbon terpanjang dalam suatu senyawa yang nantinya akan dijadikan sebagai nama induknya.
2. Penomoran rantai induk dimulai dari cabang yang terdekat, sehingga nomor cabang akan menjadi nomor yang terkecil.
3. Identitaskan nomor dan subtituen atau cabang dari masing–masing atom C pada rantai utamanya, jika ada 2 subtituen pada atom C yang sama maka penomoran ditulis 2 kali.
4. Gunakan tanda koma untuk nomor jika ada 2 atau lebih nomor yang digunakan untuk subtituen yang sama.
5. Gunakan tanda pemisah seperti strip (-) sebelum dan/atau setelah awalan, sebelum dan/atau setelah induk dan sebelum akhiran jika diperlukan.
6. Jika ada 2 subtituen atau lebih yang berbeda urutkan berdasarkan alfabet Bahasa Indonesianya.
7. Jika ada 2 subtituen atau lebih yang sama gunakan awalan seperti di-, tri-, dan tetra-.

Kemudian, pada tabel berikut disajikan nama rantai induk alkana dan cabang alkil yang paling sederhana beserta dengan rumus senyawanya.

Tabel 1. Tata Nama Alkana Dan Alkil

Reaksi Alkana

Ada 3 jenis reaksi pada senyawa alkana, yaitu reaksi pembuatan alkana, reaksi subtitusi (halogenasi) dan reaksi pembakaran. Berikut penjelasannya:

Reaksi Pembuatan Alkana

Reaksi pembuatan alkana biasanya dilakukan jika senyawa alkana yang diinginkan tidak terdapat di alam dan kita harus mensintesisnya untuk mendapatkan senyawa tersebut. Reaksi ini bisa dilakukan melalui berbagai cara diantaranya:

• Reaksi pembuatan alkana dengan hidrogenasi senyawa alkena dengan katalis logam nikel (Ni) atau paladium (Pd). Reaksi ini mengubah ikatan rangkap dua menjadi ikatan tunggal dimana masing masing ikatan tersebut mengikat 1 atom H.

• Reaksi pembuatan alkana dengan reduksi alkil halida menggunakan pereaksi grignard. Reaksi ini bermaksud ‘mengambil’ golongan halogen (F, Cl, Br, I) dan menggantikannya dengan atom H.

• Reaksi pembuatan alkana dengan reduksi alkil halida oleh logam dan asam. Reaksi ini bermaksud ‘mengambil’ golongan halogen (F, Cl, Br, I) dan menggantikannya dengan atom H.

• Reaksi pembuatan alkana melalui penggabungan alkil halida dengan senyawa organometalik. Reaksi ini bermaksud untuk memperpanjang rantai alkana.

Reaksi subtitusi (halogenasi) alkana

Alkana yang bersifat inert (atau sulit bereaksi), membutuhkan cahaya untuk membuat senyawa tersebut menjadi radikal sehingga dapat bereaksi.

Dalam reaksi ini pun kita akan menemukan major produk dan minor produk, di mana hal tersebut terjadi karena tingkat kestabilan karbon yang ada pada senyawa alkana. Kestabilan ini terjadi karena adanya efek sterik (kepadatan) di daerah sekitar karbon.

Sehingga produk yang dihasilkan akan cenderung memilih yang paling paling stabil dan akan sulit bereaksi kembali dengan reaktan lain. Urutan kestablian karbon adalah sebagai berikut 3ᵒ (tersier) > 2ᵒ (sekunder) > 1ᵒ (primer) > CH₄.

Reaksi Pembakaran Alkana

Reaksi pembakaran alkana sering kita jumpai pada kendaraan bermotor yaitu pada saat BBM (Bahan Bakar Minyak) digunakan untuk menjalankan kendaraan bermotor. Reaksi ini menghasilkan gas CO₂ dan uap air (H₂O) seperti berikut:

CH₄ + 2O₂ –> CO₂ + H₂O

Sekian penjelasan seputar senyawa hidrokarbon alkana. Alkana termasuk dalam hidrokarbon paling sederhana yang bisa didapat secara alamiah dari olahan minyak bumi atau secara sintesis. Reaksi reaksi senyawa alkana pun sangat bermanfaat bagi kehidupan kita sehari–hari, tergantung bagaimana kita memanfaatkannya.

Sumber:

Carey, F. A. (2000). Organic Chemistry Fourth Edition. McGraw-Hill Higher Education.

Smith, J. G. (2011). Organic Chemistry Third Edition. McGraw-Hill Higher Education.

McMurry, J. (2000). Organic Chemistry Fifth Edition. Brook/Cole.

Morrison, R. T., & Robert, N. B. (2002). Organic Chemistry Sixth Edition. Prentice-Hall of India Private Limited.