ALKANA Alkana rantai pendek (metana dan etana) terdapat dalam atmosfer beberapa planet seperti jupiter, saturnus, uranus, dan neptunus. Bahkan di titan (satelit saturnus) terdapat danau metana/etana yang terletak di kutub utara dari titan. Di atmosfer bumi, gas metan hanya sebesar 1 ppm, sedangkan di dalam perut bumi sumber alkana adalah gas alam dan minyak. Gas alam terdiri campuran metana, etana, propana, dan butana. Sedang minyak terdiri atas campuran alkana cair dan hidrokarbon. Metana termasuk sumber energi yang dapat diperbaharui (renewable) dan juga dinamakan biogas karena metana dapat diproduksi oleh hewan. 1. Struktur Alkana merupakan hidrokarbon alifatik jenuh. Hidrokarbon adalah senyawa organik yang molekulnya tersusun dari unsur karbon, dan hidrogen. Alifatik artinya ujung rantai tidak saling bertemu. Jenuh artinya semua ikatan karbon-karbon adalah ikatan tunggal. Alkana memiliki rumus umum C n H 2n+2 Untuk n:1, CH 4 merupakan suku pertama alkana Untuk n:2, C 2 H 6 merupakan suku kedua alkana dst Semua molekul alkana berbentuk tetrahedral dengan sudut ikatan mendekati 109,5 0. Contoh : 0,11 nm 109,5 0 2. Tatanama a. IUPAC 1) Alkana tak bercabang Alkana tak bercabang diberi nama dengan nama yang menunjukkan jumlah atom karbon dalam rantai ditambah akhiran ana.
Jumlah Atom Karbon 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Nama Metana Etana Propana Butana Pentana Heksana Heptana Oktana Nonana Dekana Rumus Molekul CH 4 C 2 H 6 C 3 H 8 C 4 H 10 C 5 H 12 C 6 H 14 C 7 H 16 C 8 H 18 C 9 H 20 C 10 H 22 2) Alkana bercabang a) Tentukan rantai karbon yang terpanjang. Contoh : H 3 C CH 2 CH Rantai terpanjang b) Tentukan substituen dan memberinya nomor. Contoh : H 3 C CH 2 CH Nama : 2-metilbutana 4 3 2 Substituen : metil c) Jika substituennya >1 dengan jenis sama ditambah awalan di- untuk 2, tri- untuk 3, dst. Contoh : H 3 C CH CH 1 Nama : 2,3-dibromobutana d) Jika jenis substituennya >1 maka penulisan namanya harus disusun berdasarkan urutan abjad huruf pertama nama substituen. Contoh : H 3 C CH CH CH 2 2-metil-3-bromopentana 3-bromo-2-metilpentana salah benar e) Awalan di-, tri-, dan seterusnya serta tanda hubung seperti sekunder (sek-), tersier (ters-) tidak perlu diperhatikan dalam penentuan urutan abjad. Contoh : 2,5-dimetil-4-etilheptana 4-etil-2,5-dimetilheptana f) Awalan yang tidak dipisahkan dengan tanda hubung (antara lain : iso-, dan neo-) diperhatikan dalam penentuan urutan abjad. Contoh : 3-etil-5-isobutilnonana 5-isobutil-3-etilnonana
b. Trivial (Nama Umum) Dalam sistem tatanama umum, nama alkana ditentukan oleh jumlah atom karbon tanpa memperhatikan susunan atom-atom karbon tsb. Alkana tak bercabang yang mempunyai atom C>3 diberi awalan normal (n-). Contoh : H 3 C CH 2 CH 2 Nama : n-butana Alkana bercabang yang mempunyai gugus CH( ) 2 diberi awalan iso-. Contoh : H 3 C CH 2 CH Gugus iso- Jumlah atom C : 5 (pentana) Nama : Isopentana Alkana bercabang yang mempunyai gugus C( ) 3 diberi awalan neo-. Contoh : H 3 C C Nama : neopentana 3. Sifat Fisik a. Alkana adalah senyawa nonpolar, dengan gaya antar molekulnya adalah gaya van der Waals sehingga titik lebur dan titik didih alkana lebih rendah dari senyawa polar dengan berat molekul sama. b. Alkana dengan 1-4 atom karbon (metana, etana, propana, dan butana) pada temperatur kamar berwujud gas. c. Alkana dengan 5-17 atom karbon berwujud cair pada temperatur kamar. d. Alkana dengan atom karbon lebih dari 17 berwujud padat pada temperatur kamar. e. Alkana tidak larut dalam air, akan tetapi larut dalam pelarut nonpolar. 4. Sifat Kimia a. Oksidasi Alkana dapat teroksidasi membentuk karbondioksida dan air disertai pembebasan energi. Contoh : CH 4 + 2 O 2 CO 2 + 2 H 2 O + energi b. Halogenasi Alkana dapat bereaksi dengan halogen dibawah pengaruh panas membentuk alkil halida dengan hasil samping hidrogen klorida. Contoh : + CH 4 Cl 2 Cl + HCl
c. Nitrasi Alkana dapat bereaksi dengan asam nitrat pada suhu 150-475 0 C membentuk nitroalkana dengan hasil samping uap air. Contoh : CH 4 + HO-NO 2 -NO 2 + O H 2 d. Sulfonasi Alkana dapt bereaksi dengan asam sulfat berasap (oleum) menghasilkan asam alkana sulfonat dan air. Contoh : CH 4 + HO-HSO 3 -HSO 3 + H 2 O e. Isomerisasi Beberapa alkana dapat mengalami reaksi isomerisasi. Contoh : H 3 C CH 2 CH 2 H 3 C CH 5. Pembuatan a. Hidrogenasi (reduksi) alkena Reduksi alkena dengan gas hidrogen dan katalis logam nikel atau palladium akan menghasilkan alkana. Contoh : Ni H 2 C CH 2 + H 2 H 3 C b. Reduksi alkil halida Suatu alkil halida dapat tereduksi oleh logam seng dan suatu asam menghasilkan suatu alkana dan ion ZnCl +. Contoh : H 3 C Cl + Zn + H + CH 4 + ZnCl + c. Reaksi Wurtz Penambahan cabang pada alkana dapat dilakukan dengan mereaksikannya dengan logam natrium dan alkil halida. Produk samping yang dihasilkan adalah garam natrium halida. Contoh : H 3 C CH + 2 Na + H 3 C Cl H 3 C CH + 2 NaCl Cl d. Penggandengan (coupling) alkil halida dengan senyawa organologam Pembuatan alkana juga dapat dilakukan dengan mereaksikan suatu alkil halida dengan logam magnesium dalam eter, kemudian dihidrolisis. Contoh : H 3 C CH Cl + Mg eter H 3 C CH MgCl H 2 O H 3 C CH 2 + Mg(OH)Cl
6. Kegunaan a. Kegunaan 1) Senyawa golongan alkana digunakan sebagai bahan bakar. 2) Propana dan butana digunakan sebagai LPG, selain itu juga digunakan dalam penyemprot aerosol. 3) Pentana dan oktana digunakan sebagai bahan bakar mesin pembakaran dalam. 4) Isooktana dan heptana digunakan dalam pengukuran angka oktana benzin. 5) Nonana hingga heksadekana digunakan sebagai minyak bakar, minyak diesel, bensin, dan avtur. 6) Alkana dengan atom karbon antara 16-35 digunakan sebagai minyak oli, dan lilin paraffin. 7) Alkana dengan atom karbon lebih dari 35 digunakan sebagai bitumen (aspal). b. Dampak Metana dapat meledak jika bercampur udara menghasilkan gas rumah kaca. Alkana cair mudah terbakar jika bercampur udara. Pentana, heksana, heptana, dan oktana merupakan neurotoksin dan berbahaya terhadap lingkungan.