Riska Hernandi - Reaksi Oksidasi pada Hidrokarbon dan Reaksi Asam Basa pada Senyawa Organik

REAKSI  OKSIDASI PADA HIDROKARBON

Pada senyawa-senyawa hidrokarbon (alkana, alkena, alkuna) dapat terjadi reaksi-reaksi, seperti reaksi oksidasi, reaksi adisi, reaksi substitusi, dan reaksi eliminasi. Pada postingan berikut dimuat tentang reaksi oksidasi pada hidrokarbon.

Suatu senyawa alkana yang bereaksi dengan oksigen menghasilkan karbon dioksida dan air disebut dengan reaksi pembakaran. Perhatikan persamaan reaksi oksidasi pada senyawa hidrokarbon berikut.

CH_4(g) + O_2(g) → CO_2(g) + H₂O_(g)

Reaksi pembakaran tersebut, pada dasarnya merupakan reaksi oksidasi. Pada senyawa metana (CH₄) dan karbon dioksida (CO₂) mengandung satu atom karbon. Kedua senyawa tersebut harus memiliki bilangan oksidasi nol maka bilangan oksidasi atom karbon pada senyawa metana adalah –4, sedangkan bilangan oksidasi atom karbon pada senyawa karbon dioksida adalah +4.

Bilangan oksidasi atom C pada senyawa karbon dioksida meningkat (mengalami oksidasi), sedangkan bilangan oksidasi atom C pada senyawa metana menurun.

Reaksi Oksidasi pada Alkana

-Sulit dioksidasi dengan oksidator lemah/agak kuat, seperti : KMnO₄

-Mudah dioksidasi oleh oksigen dari udara jika dibakar keluar panas,cahaya (reaksi pembakaran)

percikan api

          CH₄   +   2O₂  CO₂ +  2 H₂O  +  211 Kkal/mol

          Metana    oksigen  

          Propana + 5 O₂3 CO₂ + 4 H₂O  +   526 Kkal/mo

Reaksi Oksidasi pada Alkena

-Oksidasi Alkena Dengan Permanganat

 Alkena lebih mudah dioksidasi oleh pereaksi yang bersifat oksidator melalui proses penyerapan electron p pada ikatan ganda dua. Ion permanganat yang berwarna unggu, Setelah reaksi berlangsung akan berubah menjadi endapan coklat MnO₂. Perubahan warna yang terjadi dalam reaksi ini sering digunakan untuk membedakan alkena dari senyawa-senyawa kelompok alkana dalam sample hidrokarbon seperti minyak bumi.

REAKSI-REAKSI ASAM BASA

Reaksi Penetralan

a. Reaksi penetralan asam kuat dan basa kuat

 

Jika larutan asam dan basa direaksikan, maka dihasilkan garam dan air. Persamaan reaksinya dapat dituliskan sebagai berikut :

Asam + Basa →Garam + Air

Jika HCl dicampurkan dengan NaOH, maka ion H⁺ dari HCl akan bereaksi dengan ion OH^– dari NaOH membentuk air (H₂O). Reaksi ini disebut reaksi penetralan. Sementara, Cl^– dari HCl akan bereaksi dengan ion Na⁺ dari NaCl membentuk garam NaCl.

HCl(aq) + NaOH(aq) → NaCl(aq) + H₂O(l)

Di dalam larutannya, HCl dan NaOH akan terurai menjadi ion-ionnya, sehingga reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut.

H⁺(aq) + Cl^–(aq) + Na⁺(aq) + OH^–(aq) → Na⁺(aq) + Cl^–(aq) + H₂O(aq)

Dari reaksi di atas dapat disederhanakan menjadi reaksi ion bersih adalah

H⁺(aq) + OH^–(aq) → H₂O(aq) 

b. Reaksi penetralan asam lemah dan basa kuat

Jika asam lemah CH₃COOH dicampurkan dengan basa kuat NaOH, maka akan dihasilkan garam CH₃COONa yang bersifat basa. Reaksi yang terjadi adalah

CH₃COOH(aq) + NaOH(aq) → CH₃COONa(aq) + H₂O(l)

Larutan CH₃COOH merupakan asam lemah sehingga akan mengion sebagian, sedangkan NaOH akan mengion sempurna. Reaksi ionnya dapat dituliskan sebagai berikut.

CH₃COOH(aq)+Na⁺(aq)+OH^–(aq)→ CH₃COO^–(aq) + Na⁺ (aq) + H₂O(l)

Sehingga reaksi ion bersihnya dapat dituliskan sebagai berikut.

CH₃COOH(aq) + OH^– (aq)→ CH₃COO^–(aq) + H₂O(l) 

c. Reaksi penetralan basa lemah dan asam kuat

Jika basa lemah NH₄OH (NH₃ + H₂O) dicampurkan dengan asam kuat HCl, maka akan dihasilkan garam NH₄Cl yang bersifat asam. Reaksi yang terjadi adalah

NH₄OH(aq) + HCl(aq) → NH₄Cl(aq) + H₂O(l)

Larutan NH₄OH akan terurai sebagian, sedangkan HCl akan terurai sempurna. Persamaan reaksi ion yang terjadi adalah

NH₄OH(aq) + H⁺(aq) + Cl^–(aq) → NH₄ ⁺(aq) + Cl^–(aq) + H₂O(l)

Sehingga reaksi ion bersihnya dapat dituliskan sebagai berikut.

NH₄OH(aq) + H⁺(aq) → NH₄⁺(aq) + H₂O(l) 

d. Reaksi penetralan asam lemah dan basa lemah

Jika asam lemah CH₃COOH dicampurkan dengan basa lemah NH₄OH, maka akan terbentuk garam NH₄CH₃COO dan air. Reaksi yang terjadi adalah

CH₃COOH(aq) + NH₄OH(aq) → NH₄CH₃COO(aq) + H₂O(l)

Reaksi Oksida Asam dan Oksida Basa

Oksida asam adalah oksida bukan logam yang saat bereaksi dengan air membentuk asam.

CO2   +   H2O   --->   H2CO3

SO2   +   H2O   --->   H2SO3

SO3   +   H2O   --->   H2SO4

N2O3  +  H2O   --->   2 HNO2

N2O5  +  H2O   --->   2 HNO3

P2O5   +  H2O   --->  2 H3PO4

Oksida asam akan bereaksi dengan larutan basa membentuk garam dan air

 CO2   +   2 NaOH   --->   Na2CO3   +   H2O

N2O5  +  Ca(OH)2 --->   Ca(NO3)2  +  H2O

Oksida basa adalah oksida logam yang saat bereaksi dengan air akan menghasilkan basa

Na2O   +   H2O     --->    2 NaOH
K2O     +     H2O     --->   2 KOH

CaO     +     H2O     --->   Ca(OH)2

Al2O3   +  3 H2O   --->    2 Al(OH)3

FeO     +     H2O     --->   Fe(OH)2

Fe2O3  +  3 H2O   --->    2 Fe(OH)3

Oksida basa akan bereaksi dengan larutan asam membentuk garam dan air

Na2O   +   H2SO4   --->   Na2SO4   +   H2O

Fe2O3   +   HNO3   --->   2 Fe(NO3)3   +  3 H2O

Asam organik sebagai asam lemah

Sebagai tujuan dari topik ini, kita akan melihat definisi dari asam sebagai “substansi yang memberi ion (proton) ke yang lain”. Dapat dilihat bagaimana mudahnya asam melepas ion hidrogen ke molekul air saat mereka larut dalam air.

Asam pada larutan memiliki kesetimbangan sebagai berikut:

Sebuah atom hidroksinium dibentuk bersama-sama dengan anion (ion negative) dari asam.

Persamaan ini kadang-kadang disederhanakan dengan menghilangkan air untuk menekankan ionisasi dari asam.

Jika anda menuliskan seperti ini, anda harus memasukkan simbok – “(aq)”. Dengan menuliskan H⁺_(aq) mengartikan bahwa molekul hidrogen berikatan dengan air sebagai H₃O⁺. Ion hidrogen selalu berikatan dengan sesuatu pada saat reaksi kimia.

Maksud dari asam organik merupakan asam lemah adalah karena ionisasi sangat tidak lengkap. Pada suatu waktu sebagian besar dari asam berada di larutan sebagai molekul yang tidak terionisasi. Sebagai contoh pada kasus asam etanoik, larutan mengandung 99% molekul asam etanoik dan hanya 1 persen yang benar benar terionisasi. Posisi dari kesetimbangan menjadi bergeser ke arah kiri.

PERMASALAHAN

1. Mengapa Alkana sulit dioksidasi oleh oksidator KMnO₄ ?
2. Seperti yang diketahui bahwa asam organik merupakan asam lemah,di mana karena ionisasi sangat tidak lengkap atau sedikit yang terionisasi apabila dilarutkan. Mengapa hal tersebut bisa terjadi? Jelaskan!

Riska Hernandi - ALKANA

Alkana

Hidrokarbon jenuh yang paling sederhana merupakan suatu deret senyawa yang memenuhi rumus umum C_nH_2n+2 yang dinamakan alkana atau parafin. Suku pertama sampai dengan 10 senyawa alkana dapat anda peroleh dengan mensubstitusikan harga n dan tertulis dalam tabel berikut.

Suku pertama sampai dengan 10 senyawa alkana

Suku ke	n	rumus molekul	nama	titik didih (°C/1 atm)	massa 1 mol dalam g
1	1	CH4	metana	-161	16
2	2	C2H6	etana	-89	30
3	3	C3H8	propana	-44	44
4	4	C4H10	butana	-0.5	58
5	5	C5H12	pentana	36	72
6	6	C6H14	heksana	68	86
7	7	C7H16	heptana	98	100
8	8	C8H18	oktana	125	114
9	9	C9H20	nonana	151	128
10	10	C10H22	dekana	174	142

Selisih antara suku satu dan suku berikutnya selalu sama, yaitu -CH₂ atau 14 satuan massa atom, sehingga seperti suatu deret dan disebut deret homolog (deret sepancaran). Ternyata banyak senyawa-senyawa karbon yang merupakan deret seperti alkana seperti yang akan kita pelajari nanti. Bagaimana kita dapat memberi nama pada suku-suku alkana, untuk itu perhatikan nama setiap suku itu dan nama umum. Umpamanya, metana dan alkana apanya y yang sama? Akhiran -ana, jadi alk- diganti dengan met- untuk suku pertama, suku kedua dengan et-, suku ketiga dengan prop-, suku keempat dengan but-, mulai suku kelima dan seterusnya diberi awalan angka-angka Latin; pent- untuk 5, heks- untuk 6, hept- untuk 7, okt- untuk 8, non- untuk 9, dan dek- untuk 10. Hasil penamaan sudah dapat anda lihat pada tabel di atas. Anda harus betul-betul menguasai nama-nama dari kesepuluh alkana yang sederhana ini karena akan merupakan dasar bagi penamaan senyawa-senyawa karbon lainnya.

Alkana-alkana penting sebagai bahan bakar dan sebagai bahan mentah untuk mensintesis senyawa-senyawa karbon lainnya. Alkana banyak terdapat dalam minyak bumi, dan dapat dipisahkan menjadi bagian-bagiannya dengan distilasi bertingkat. Suku pertama sampai dengan keempat senyawa alkana berwujud gas pada temperatur kamar. Metana biasa disebut juga gas alam yang banyak digunakan sebagai bahan bakar rumah tangga/industri. Gas propana, dapat dicairkan pada tekanan tinggi dan digunakan pula sebagai bahan bakar yang disebut LPG (liquified petroleum gas). LPG dijual dalam tangki-tangki baja dan diedarkan ke rumah-rumah. Gas butana lebih mudah mencair daripada propana dan digunakan sebagai "geretan" rokok. Oktana mempunyai titik didih yang tempatnya berada dalam lingkungan bahan bakar motor. Alkana-alkana yang bersuhu tinggi terdapat dalam kerosin (minyak tanah), bahan bakar diesel, bahan pelumas, dan parafin yang banyak digunakan untuk membuat lilin.

Reaksi-reaksi alkana

1.    Reaksi dengan oksigen (reaksi pembakaran)

Semua alkana dapat bereaksi dengan oksigen pada reaksi pembakaran, meskipun pada alkana-alkana suku tinggi reaksi akan semakin sulit untuk dilakukan seiring dengan jumlah atom karbon yang bertambah. Rumus umum pembakaran adalah:

C_nH_2n+2 + (1.5n+0.5)O₂ → (n+1)H₂O + nCO₂

2.    Reaksi Halogenisasi

Reaksi antara alkana dengan halogen disebut dengan reaksi "halogenasi radikal bebas". Atom hidrogen pada alkana akan secara bertahap digantikan oleh atom-atom halogen. Radikal bebas adalah senyawa yang ikut berpartisipasi dalam reaksi, biasanya menjadi campuran pada produk. Reaksi halogenasi merupakan reaksi eksotermik dan dapat menimbulkan ledakan.

Reaksi ini sangat penting pada industri untuk menghalogenasi hidrokarbon. Ada 3 tahap:

• Inisiasi: radikal halogen terbentuk melalui homolisis. Biasanya, diperlukan energi dalam bentuk panas atau cahaya.
• Reaksi rantai atau Propagasi: radikal halogen akan mengabstrak hidrogen dari alkana untuk membentuk radikal alkil.
• Terminasi rantai: tahap dimana radikal-radikal bergabung.

Permasalahan :

1.      Mengapa Gas butana lebih mudah mencair daripada propana sehingga digunakannya butana sebagai "geretan" rokok?