Sebagian besar reaksi kimia secara luas dilakukan di dalam larutan. Larutan terdiri dari pelarut (solvent) dan zat terlarut (solute). Pelarut (solvent) pada umumnya adalah zat yang berada pada larutan dalam jumlah yang besar, sedangkan zat lainnya dianggap sebagai zat terlarut (solute).
Pelarut memenuhi beberapa fungsi dalam reaksi kimia, dimana pelarut melarutkan reaktan dan reagen agar keduanya bercampur, sehingga hal ini akan memudahkan penggabungan antara reaktan dan reagen yang seharusnya terjadi agar dapat merubah reaktan menjadi produk. Pelarut juga bertindak sebagai kontrol suhu, salah satunya untuk meningkatkan energi dari tubrukan partikel sehingga partikel-partikel tersebut dapat bereaksi lebih cepat, atau untuk menyerap panas yang dihasilkan selama reaksi eksotermik.
Pada umumnya pelarut yang baik mempunyai kriteria sebagai berikut :
1. Pelarut harus tidak reaktif (inert) terhadap kondisi reaksi.
2. Pelarut harus dapat melarutkan reaktan dan reagen.
3. Pelarut harus memiliki titik didih yang tepat.
4. Pelarut harus mudah dihilangkan pada saat akhir dari reaksi.
Kriteria kedua adalah dengan menggunakan prinsip like dissolves like, dimana reaktan yang nonpolar akan larut dalam pelarut nonpolar sedangkan reaktan yang polar akan larut pada pelarut polar. Dalam hal ini juga terdapat tiga ukuran yang dapat menunjukkan kepolaran dari suatu pelarut yaitu :
a. momen dipol
b. konstanta dielektrik
c. kelarutannya dengan air
Molekul dari pelarut dengan momen dipol yang besar dan konsanta dielektrik yang tinggi termasuk polar. Sedangkan molekul dari pelarut yang memilki momen dipol yang kecil dan konstanta dielektrik rendah diklasifikasikan sebagai nonpolar. Sedangkan secara operasional, pelarut yang larut dengan air termasuk polar, sedangkan pelarut yang tidak larut dalam air termasuk nonpolar. Nilai momen dipol dan panjang dipol beberapa senyawa yang umum ditunjukkan pada Tabel di bawah.
Berdasarkan kepolaran pelarut, maka para ahli kimia mengklasifikasikan pelarut ke dalam tiga kategori yaitu :
a. Pelarut Protik Polar
Protik menunjukkan atom hidrogen yang menyerang atom elektronegatif yang dalam hal ini adalah oksigen. Dengan kata lain pelarut protik polar adalah senyawa yang memiliki rumus umum ROH. Contoh dari pelarut protik polar ini adalah air H2O, metanol CH3OH, dan asam asetat (CH3COOH).
b. Pelarut Aprotik Dipolar
Aprotik menunjukkan molekul yang tidak mengandung ikatan O-H. Pelarut dalam kategori ini, semuanya memiliki ikatan yang memilki ikata dipol besar. Biasanya ikatannya merupakan ikatan ganda antara karbon dengan oksigen atau nitorgen. Contoh dari pelarut yang termasuk kategori ini adalah aseton [(CH3)2C=O] dan etil asetat (CH3CO2CH2CH3).
c. Pelarut Nonpolar
Pelarut nonpolar merupakan senyawa yang memilki konstanta dielektrik yang rendah dan tidak larut dalam air. Contoh pelarut dari kategori ini adalah benzena (C6H6), karbon tetraklorida (CCl4) dan dietil eter (CH3CH2OCH2CH3).
Daftar Nilai Momen Dipol dan Panjang Dipol Beberapa Senyawa Umum
Nama Senyawa
Kondisi
Momen Dipol
(1030·p/(C·m))
Panjang Dipol
(lp/pm)
Acetic acid
b
3.3 to 5.0
21 to 31
Acetone
l
10.0
62
Benzene
l
0
0
Ethanol
b
5.7
35
Ethyl acetate
b
6.2
39
Ethylene glycol
b
6.7
42
Ethyl ether
b
4.2
26
Hexane
l
0
0
Methanol
b
5.5
34
Water
l
6.7 to 10.0
42 to 62
Water
g
6.2
39
Keterangan : kondisi setiap senyawa diatas, dimana pengukuran dilakukan, ditandai dengan simbol; b, substansi dalam larutan benzene; g, substansi sebagai gas; l, substansi sebagai cairan. Panjang dipol lp adalah sama dengan p/e dimana p adalah momen dipol dan e adalah nilai dari proton.
Pelarut adalah benda cair atau gas yang melarutkan benda padat, cair atau gas, yang menghasilkan sebuah larutan.
Pelarut paling umum digunakan dalam kehidupan sehari-hari adalah air. Pelarut lain yang juga umum digunakan adalah bahan kimia organik (mengandung karbon) yang juga disebut pelarut organik. Pelarut biasanya memiliki titik didih rendah dan lebih mudah menguap, meninggalkan substansi terlarut yang didapatkan. Untuk membedakan antara pelarut dengan zat yang dilarutkan, pelarut biasanya terdapat dalam jumlah yang lebih besar.
Diantara banyak fungsi yang harus dipenuhi oleh asam amino dalam sel hidup, terdapat fungsi sebagai unit monomer untuk membangun rantai polipeptida protein. Sebagian besar protein mengandung 20 buah asam amino L-α-amino yang sama dalam proporsi yang beragam. Di samping itu, banyak protein khusus yang juga mengandung asam L-α-amino yang diturunkan dari sebagian di antara ke-20 asam amino tersebut.
Asam amino ialah asam karboksilat yang mempunyai gugus amino. Asam amino yang terdapat sebagai komponen protein mempunyai gugus –NH2 pada atom karbon α dari posisi gugus –COOH. Jenis-jenis asam amino, urutan cara asam amino tersebut terangkai, serta hubungan spasial asam-asam amino tersebut asan menentukan struktur 3 dimensi dan sifat-sifat biologis protein sederhana.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
1.ASAM AMINO
1.1 Pengertian
Asam amino adalah senyawa organik yang memiliki gugus fungsional karboksil (-COOH) dan amina (biasanya –NH2). Gugus karboksil ini memberikan sifat asam dan gugus amina memberikan sifat basa. Asam amino pembentuk protein akan saling berikatan dengan ikatan peptida, sehingga dalam satu molekul dipeptida mengandung satu ikatan peptida.
Rumus umum asam amino :
Secara umum, pada asam amino sebuah atom C mengikat empat gugus yaitu : gugus karboksil, gugus amina, satu buah atom hydrogen dan satu gugus sisa (rantai samping, gugus –R). Rantai samping pada asam amino (gugus –R) yang berbeda-beda pada asam amino menentukan struktur, ukuran, muatan elektrik dan sifat kelarutan dalam air.
1.2 Ciri-ciri Asam Amino
Asam amino termasuk golongan senyawa yang paling banyak dipelajari karena salah satu fungsinya sangat penting dalam organisme, yaitu unit penyusun protein.
Asam amino mempunyai ciri sebagai berikut:
vSenyawa organik yang memiliki gugus fungsional karboksil (-COOH) dan amina.
vDalam bentuk larutan, asam amino bersifat amfoterik yaitu cenderung menjadi asam pada larutan basa dan menjadi basa pada larutan asam. Perilaku ini terjadi karena asam amino mampu menjadi zwitter-ion.
vKeduanya terikat pada satu atom karbon (C) yang sama (disebutatom C "alfa" atau α).
vMengandung gugus amina yang bersifat basa dan gugus karboksil yang bersifat asam dalam molekul yang sama.
1.3 Struktur Asam Amino
Struktur asam α-amino, dengan gugus amina di sebelah kiri dan gugus karboksil di sebelah kanan. Satu atom C sentral yang mengikat secara kovalent, yaitu:
vgugus amino,
vgugus karboksil,
vsatu atom H dan
vrantai samping (gugus R)
Berikut gambar struktur Asam amino:
2. SIFAT-SIFAT ASAM AMINO
Asam amino bersifat amfoter, karena mengandung gugus amina yang bersifat basa dan gugus karboksil yang bersifat asam dalam molekul yang sama. Asam amino ini mempunyai momendipol yang besar, sehingga mereka kurang bersifat asam dibandingkann asam karboksilat.
Asam amino bersifat antara asam lemah dan basa lemah, maka ia akan terionisasi diantara asam dan basa dalam larutan berair, yang disebut Amfoterik. Senyawa-senyawa amfoterik akan bereaksi dengan asam ataupun basa dan membentuk garam.
ØAsam amino larut dalam air dan pelarut polar lain, tetapi tidak larut dalam pelarut non-polar. Titik leburnya yang relatif tinggi (diatas 200*C) menyatakan adanya gugus-gugus yang bermuatan yaitu energi tingi yang diperlukan untuk memecahkan ionik yang mempertahankan kisi-kisi kristal
ØBersifat sebagai elektrolit.
3.KLASIFIKASI ASAM AMINO
Terdapat 2 jenis asam amino berdasarkan kemampuan tubuh dalam sintesisnya, yaitu asam amino esensial dan asam amino non esensial. Asam amino esensial adalah asam amino yang tidak dapat disintesis didalam tubuh, tetapi diperoleh dari luar misalnya melalui makanan( lisin, leusin, isoleusin, treonin, metionin, valin, fenilalanin, histidin, dan arginin). Asam amino non esensial adalah asam amino yang dapat disintesis didalam tubuh melalui perombakan senyawa lain.
Klasifikasi asam amino dapat dilakukan berdasarkan rantai samping (gugus –R) dan sifat kelarutannya didalam air. Berdasarkan kelarutan didalam air dibagi atas asam amino hidrofobik dan hidrofilik (klasifikasi dapat dilihat pada bagian struktur asam amino). Berdasarkan rantai sampingnya dapat diklasifikasikan sebagai berikut :
- Dengan rantai samping alifatik (asam amino non polar) : Glisin, Alanin, Valin, Leusin, Isoleusin.
- Dengan rantai samping yang mengandung gugus hidroksil (OH), (asam amino polar) : Serin, Treonin, Tirosin.
- Dengan rantai samping yang mengandung atom sulfur (asam amino polar) : Sistein dan metionin.
- Dengan rantai samping yang mengandung gugus asam atau amidanya(gugus R bermuatan negative) : Asam aspartat, Aspargin, Asam glutamate, Glutamin.
- Dengan rantai samping yang mengandung gugus basa (gugus R bermuatan positif): Arginin, lisin, Histidin
- Yang mengandung cincin aromatic : Histidin, Fenilalanin, Tirosin, Triptofan.
- Asam imino : Prolin.
Asam amino dapat diklasifikasikan berdasarkan:
-Gugus R (rantai samping)
-Sifat-sifat (seperti: hidrofobik/hidrofilik, polar/non polar, ada/tidaknya gugus terionisasi)
3.1 Berdasarkan Kepolarannya, asam amino dapat dibedakan menjadi dua yaitu:
3.1.1 Asam amino nonpolar
Asam amino nonpolar, memiliki cirri-ciri sebagai berikut:
—Memiliki gugus R alifatik
—Bersifat hidrofobik. Semakin hidrofobik suatu asam amino biasa terdapat di bagian dalam protein.
—Prolin berbeda dgn asam amino siklis. Tapi punya banyak kesamaan sifat dgn kelompok alifatis ini.
—Umum terdapat pada protein yang berinteraksi dengan lipid.
—Contoh: Glisin, alanin, valin, leusin dan prolin
3.1.2Asamamino polar
Asam amino polar memiliki cirri-ciri sebagai berikut:
1.Memiliki gugus R yang tidak bermuatan,
1.Bersifat hidrofilik sehingga mudah larut dalam air,
2.Cenderung terdapat di bagian luar protein,
3.Sistein berbeda dgn yg lain, karena gugus R terionisasi pada pH tinggi (pH = 8.3) sehingga dapat mengalami oksidasi dengan sistein membentuk ikatan disulfide
4.(-S-S-) sistin (tidak termasuk dalam asam amino standar karena selalu terbentuk dari 2 buah molekul sistein dan tidak dikode oleh DNA)
Diagram fase Diagram fase adalah sejenis grafik yang digunakan untuk menunjukkan kondisi kesetimbangan antara fase-fase yang berbeda dari suatu zat yang sama. Dalam matematika dan fisika, diagram fase juga mempunyai arti sinonim dengan ruang fase. Komponen-komponen umum diagram fase adalah garis kesetimbangan atau sempadan fase, yang merujuk pada garis yang menandakan terjadinya transisi fase. Titik tripel adalah titik potong dari garis-garis kesetimbangan antara tiga fase benda, biasanya padat, cair, dan gas. Solidus adalah temperatur di mana zat tersebut stabil dalam keadaan padat. Likuidus adalah temperatur di mana zat tersebut stabil dalam keadaan cair. Adalah mungkin terdapat celah di antara solidus dan likuidus; di antara celah tersebut, zat tersebut terdiri dari campuran kristal dan cairan.
Tipe-tipe diagaram fase
Diagram fase 2D Diagram fase yang paling sederhana adalah diagram tekanan-temperatur dari zat tunggal, seperti air. Sumbu-sumbu diagram berkoresponden dengan tekanan dan temperatur. Diagram fase pada ruang tekanan-temperatur menunjukkan garis kesetimbangan atau sempadan fase antara tiga fase padat, cair, dan gas.
Diagram fase yang umum. Garis titik-titik merupakan sifat anomali air. Garis berwarna hijau menandakan titik beku dan garis biru menandakan titik didih yang berubah-ubah sesuai dengan tekanan. Penandaan diagram fase menunjukkan titik-titik di mana energi bebas bersifat non-analitis. Fase-fase dipisahkan dengan sebuah garis non-analisitas, di mana transisi fase terjadi, dan disebut sebagai sempadan fase. Pada diagaram sebelah kiri, sempadan fase antara cair dan gas tidak berlanjut sampai tak terhingga. Ia akan berhenti pada sebuah titik pada diagaram fase yang disebut sebagai titik kritis. Ini menunjukkan bahwa pada temperatur dan tekanan yang sangat tinggi, fase cair dan gas menjadi tidak dapat dibedakan, yang dikenal sebagai fluida superkritis. Pada air, titik kritis ada pada sekitar 647 K dan 22,064 MPa (3.200,1 psi) Keberadaan titik kritis cair-gas menunjukkan ambiguitas pada definisi di atas. Ketika dari cair menjadi gas, biasanya akan melewati sebuah sempadan fase, namun adalah mungkin untuk memilih lajur yang tidak melewati sempadan dengan berjalan menuju fase superkritis. Oleh karena itu, fase cair dan gas dapat dicampur terus menerus. Sempadan padat-cair pada diagram fase kebanyakan zat memiliki gradien yang positif. Hal ini dikarenakan fase padat memiliki densitas yang lebih tinggi daripada fase cair, sehingga peningkatan tekanan akan meningkatkan titik leleh. Pada beberapa bagian diagram fase air, sempadan fase padat-cair air memiliki gradien yang negatif, menunjukkan bahwa es mempunyai densitas yang lebih kecil daripada air. Diagram fase temperatur vs. entropi jenis untuk air/uap. Pada area di bawah kubah, air dan uap berada dalam keadaan kesetimbangan. Titik kritisnya ada di atas kubah. Garis/kurva biru adalah isobar yang menunjukkan tekanan konstan. Garis/kurva hijau adalah isokor yang menunjukkan volume jenis konstan. Garis merah menunjukkan kualitas konstan
Diagram fase 3D Adalah mungkin untuk membuat grafik tiga dimensi (3D) yang menunjukkan tiga kuantitas termodinamika. Sebagai contoh, untuk sebuah komponen tunggal, koordinat 3D Cartesius dapat menunjukkan temperatur (T), tekanan (P), dan volume jenis (v). Grafik 3D tersebut kadang-kadang disebut diagram P-v-T. Kondisi kesetimbangan akan ditungjukkan sebagai permukaan tiga dimensi dengan luas permukaan untuk fase padat, cair, dan gas. Garis pada permukaan tersebut disebut garis tripel, di mana zat padat, cair, dan gas dapat berada dalam kesetimbangan. Titik kritis masih berupa sebuah titik pada permukaan bahkan pada diagram fase 3D. Proyeksi ortografi grafik P-v-T 3D yang menunjukkan tekanan dan temperatur sebagai sumbu vertikal dan horizontal akan menurunkan plot 3D tersebut menjadi diagram tekanan-temperatur 2D. Ketika hal ini terjadi, permukaan padat-uap, padat-cair, dan cair-uap akan menjadi tiga kurva garis yang akan bertemu pada titik tripel, yang merupakan proyeksi ortografik garis tripel.
Referensi P. Papon, J. Leblond, and P.H.E. Meijer, The Physics of Phase Transition - Concepts and Applications Springer 1999.
Hidrokarbon jenuh (alkana rantai lurus dan siklo/cincin alkana)
Disebut golongan parafin : affinitas kecil (=sedikit gaya gabung)
Sukar bereaksi
C1 – C4 : pada t dan p normal adalah gas
C4 – C17 : pada t dan p normal adalah cair
>C18 : pada t dan p normal adalah padat
Titik didih makin tinggi : terhadap penambahan unsur C
Jumlah atom C sama : yang bercabang mempunyai TD rendah
Kelarutan : mudah larut dalam pelarut non polar
BJ naik dengan penambahan jumlah unsur C
Sumber utama gas alam dan petrolium
Struktur ALKANA: CnH2n+2CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3 (heksana)
PEMBUATAN ALKANA :
ØHidrogenasi senyawa Alkena
ØReduksi Alkil Halida
ØReduksi metal dan asam
PENGGUNAAN ALKANA :
Metana : zat bakar, sintesis, dan carbon black (tinta,cat,semir,ban)
Propana, Butana, Isobutana : zat bakar LPG (Liquified Petrolium Gases)
Pentana, Heksana, Heptana : sebagai pelarut pada sintesis
Fraksi tertentu dari Destilasi langsung Minyak Bumi/mentah
akar memasak
Sisa destilasi :
1.Minyak mudah menguap, minyak pelumas, lilin dan vaselin
2.Bahan yang tidak mudah menguap, aspal dan kokas dari m. bumi
ALKENA
Hidrokarbon tak jenuh ikatan rangkap dua
Alkena = olefin (pembentuk minyak)
Sifat fisiologis lebih aktif (sbg obat tidur) : 2-metil-2-butena
Sifat sama dengan Alkana, tapi lebih reaktif
STRUKTUR ALKENA: CnH2nCH3-CH2-CH=CH2 (1-butena)
ETENA = ETILENA = CH2=CH2
Sifat-sifat : gas tak berwarna, dapat dibakar, bau yang khas, eksplosif dalam udara (pada konsentrasi 3 – 34 %)
Terdapat dalam gas batu bara biasa pada proses “cracking”
Pembuatan : pengawahidratan etanaol
PENGGUNAAN ETENA :
Dapat digunakan sebagai obat bius (dicampur dengan O2)
Untuk memasakkan buah-buahan
Sintesis zat lain (gas alam, minyak bumi, etanol)
PEMBUATAN ALKENA :
ØDehidrohalogenasi alkil halida
ØDehidrasi alkohol
ØDehalogenasi dihalida
ØReduksi alkuna
ALKUNA
Hidrokarbon tak jenuh mempunyai ikatan rangkap tiga
Sifat-sifatnya menyerupai alkena, tetapi lebih reaktif
Struktur ALKUNA :CnH2n-2CH=CH (etuna/asetilen)
ETUNA = ASETILEN =>CH=CH
Pembuatan : CaC2 + H2O ------à C2H2 + Ca(OH)2
Sifat-sifat :
ØSuatu senyawaan endoterm, maka mudah meledak
ØSuatu gas, tak berwarna, baunya khas
Penggunaan etuna :
ØPada pengelasan : dibakar dengan O2 memberi suhu yang tinggi (+- 3000oC), dipakai untuk mengelas besi dan baja
ØUntuk penerangan
ØUntuk sintesis senyawa lain
PEMBUATAN ALKUNA
ØDehidrohalogenasi alkil halida
ØReaksi metal asetilida dengan alkil halida primer
SENYAWA AROMATIK
Senyawa alifatis : turunan metana
Senyawa aromatis : turunan benzen (simbol Ar = aril)
Permulaan abad ke-19 ditemukan senyawa-senyawa organik yang mempunyai bau (aroma) yang karakteristik yang berasal dari tumbuh-tumbuhan (damar benzoin, cumarin, asam sinamat dll)
BENZEN =C6H6
Senyawa aromatis yang paling sederhana
Berasal dari batu bara dan minyak bumi
Sifat fisika : cairan, td. 80oC, tak berwarna, tak larut dalam air, larut dalam kebanyakan pelarut organik, mudah terbakar dengan nyala yang berjelaga dan berwarna (karena kadar C tinggi)
Senyawa alkil halida merupakan senyawa hidrokarbon baik jenuh maupun tak jenuh yang satu unsur H-nya atau lebih digantikan oleh unsur halogen (X = Br, Cl. I)
Alkil halida = haloalkana = RXstruktur primer, sekunder, tersier
Aril halida = ArX = senyawa halogen organik aromatik
Sifat fisika Alkil Halida :
Mempunyai TD lebih tinggi dari pada TD Alkana dengan jumlah unsur C yang sama.
Tidak larut dalam air, tapi larut dalam pelarut organik tertentu.
Senyawa-senyawa bromo, iodo dan polikloro lebih berat dari pada air.
Struktur Alkil Halida : R-X (X=Br, Cl, I)
CH3-CH2-CH2-CH2-Cl(CH3)2CH-Br(CH3)3C-Br
Primersekundertersier
CH2-ClCH2=CH2-Cl
Benzil khloridaVinil khlorida
PEMBUATAN ALKIL HALIDA :
ØDari alkohol
ØHalogenasi
ØAdisi hidrogen halida dari alkena
ØAdisi halogen dari alkena dan alkuna
PENGGUNAAN ALKIL HALIDA :
Kloroform (CHCl3) : pelarut untuk lemak, obat bius (dibubuhi etanol, disimpan dalam botol coklat, diisi sampai penuh).
Tetraklorometana = karbontetraklorida (CCl4) : pelarut untuk lemak, alat pemadam kebakaran (Pyrene, TD rendah 77oC, uapnya berat.
Etanol : minuman beralkohol, larutan 70 % sebagai antiseptik, sebagai pengawet, dan sintesis eter, koloroform, dll
FENOL
Fenol : mengandung gugus benzen dan hidroksi
Mempunyai sifat asam
Mudah dioksidasistruktur OH
Mempunyai sifat antiseptik
Penggunaan sbg antiseptikum dan sintesis
ETER
Eter : isomer atau turunan dari alkohol (unsur H pada OH diganti oleh alkil atau aril)
Eter : mengandung unsur C, H, dan O
Sifat fisika eter :
* Senyawa eter rantai C pendek berupa cair pada suhu kamar dan TD nya naik dengan penambahan unsur C.* Eter rantai C pendek medah larut dalam air, eter dengan rantai panjang sulit larut dalam air dan larut dalam pelarut organik.
* Mudah terbakar
* Unsur C yang sama TD eter > TD alkana dan <>
Struktur eter : R – O – RCH3-CH2-O-CH2-CH3(dietil eter)
Sifat-sifat : satu-satunya aldehid yang berbentuk gas pada suhu kamar, tak berwarna, baunya tajam, larutanya dalam H2O dari40 %disebut formalin.
Penggunaan : sebagai desinfektans, mengeraskan protein (mengawetkan contoh-contoh biologik), membuat damar buatan.
Struktur Aldehid : R – CHO
PEMBUATAN ALDEHID :
ØOksidasi dari alkohol primer
ØOksidasi dari metilbenzen
ØReduksi dari asam klorida
KETON
Keton adalah suatu senyawa organik yang mempunyai sebuah gugus karbonil (C=O) terikat pada dua gugus alkil, dua gugus aril atau sebuah alkil dan sebuah aril.
Sifat-sifat sama dengan aldehid.
PROPANON = DIMETIL KETON = ASETON = (CH3)2-C=O
Sifat : cairan tak berwarna, mudah menguap, pelarut yang baik.
Penggunaan : sebagai pelarut
ASETOFENON = METIL FENIL KETON
Sifat : berhablur, tak berwarna
Penggunaan : sebagai hipnotik, sebagai fenasil klorida (kloroasetofenon) dipakai sebagai gas air mata
Struktur : (R)2-C=O
PEMBUATAN KETON
ØOksidasi dari alkohol sekunder
ØAsilasi Friedel-Craft
ØReaksi asam klorida dengan organologam
ASAM KARBOKSILAT
Mengandung gugus COOH yang terikat pada gugus alkil (R-COOH) maupun gugus aril (Ar-COOH)
Kelarutan sama dengan alkohol
Asam dengan jumlah C 1 – 4: larut dalam air
Asam dengan jumlah C = 5: sukar larut dalam air
Asam dengan jumlah C > 6: tidak larut dalam air
Larut dalam pelarut organik seperti eter, alkohol, dan benzen
TD asam karboksilat > TD alkohol dengan jumlah C sama.
StrukturAsam Karboksilat : R – COOH dan Ar – COOH
CH3-CH2-CH2-CH2-COOHCOOH Valelat
CH3-COOH (asam asetat)Asam benzoat
ASAM FORMAT = HCOOH
Sifat fisika : cairan, tak berwarna, merusak kulit, berbau tajam, larut dalam H2O dengan sempurna.
Penggunaan : untuk koagulasi lateks, penyamakkan kulit, industri tekstil, dan fungisida.
ASAM ASETAT = CH3-COOH
Sifat : cair, TL 17oC, TD 118oC, larut dalam H2O dengan sempurna
Penggunaan : sintesis anhidrat asam asetat, ester, garam, zat warna, zat wangi, bahan farmasi, plastik, serat buatan, selulosa dan sebagai penambah makanan.
PEMBUATAN ASAM KARBOKSILAT
ØOksidasi alkohol primer
ØOksidasi alkil benzen
ØCarbonasi Reagen Grignard
ØHidrolisin nitril
AMIDA
Amida adalah turunan asam karboksilat, dimana gugus –OH digan-ti dengan –NH2 atau amoniak, dimana 1 H diganti dengan asil.
Sifat fisika : zat padat kecuali formamida yang berbentuk cair, tak berwarna, suku-suku yang rendah larut dalam air, bereaksi kira-kira netral.
Struktur Amida : R – CONH2
PEMBUATAN AMIDA :
ØReaksi asam karboksilat dengan amoniak
ØGaram amoniumamida dipanaskan
ØReaksi anhidrid asam dengan amponiak
PENGGUNAAN AMIDA :
Formamida berbentuk cair, sebagai pelarut.
Untuk identifikasi asam yang berbentuk cair.
Untuk sintesis nilon, ds.
ESTER
Ester adalah turunan asam karboksilat, dimana gugus H pada –OH diganti dengan gugus R.
Sifat fisika : berbentuk cair atau padat, tak berwarna, sedikit larut dalm H2O, kebanyakan mempunyai bau yang khas dan banyak terdapat di alam.
Struktut ester : R – COOR
PEMBUATAN ESTER :
ØReaksi alkohol dan asam karboksilat
ØReaksi asam klorida atau anhidrida
PENGGUNAAN ESTER :
Sebagai pelarut, butil asetat (pelarut dalam industri cat).
Sebagai zat wangi dan sari wangi.
Alkana
Hidrokarbon jenuh yang paling sederhana merupakan suatu deret senyawa yang memenuhi rumus umum CnH2n+2 yang dinamakan alkana atau parafin. Suku pertama sampai dengan 14 senyawa alkana dapat kita peroleh dengan mensubstitusikan harga n kedalam rumus tersebut, dengan n adalah jumlah atom C yang ada. Hasil lengkapnya tertulis dalam
Selisih antara suku satu dan suku berikutnya selalu sama, yaitu CH2 atau 14 satuan massa atom, sehinggaderet homolog (deret sepancaran). Ternyata banyak senyawa-senyawa karbon yang merupakan deret seperti alkana seperti yang akan kita pelajari nanti. Untuk dapat memberi nama pada suku-suku alkana, dapat dilakukan dengan memperhatikan nama setiap suku itu dan nama umumnya (= alkana).
Umpamanya, metana dan alkana apanya yang sama? Keduanya memiliki akhiran -ana, jadi alk- diganti denganmet- untuk suku pertama. Untuk suku kedua diganti denganet-, 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, dandek- untuk 14. Hasil penamaan sudah dapat dilihat pada tabel di atas. Kita 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. Seperti disebut dimuka, alkana banyak terdapat dalam minyak bumi, dan dapat dipisahkan menjadi bagian-bagiannya dengan distilasi bertingkat. Suku pertama sampai dengan keempat senyawa alkana (metana sampai butana) 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.
Bagaimana sifat-sifat senyawa karbon yang termasuk dalam satu deret homolog ?. Perhatikan Tabel 12.2 di atas di mana terdapat salah satu sifat, yaitu titik didih. Titik didih semakin tinggi jika massa molekul relatifnya makin besar. Hal ini berarti bahwa pada suhu kamar, wujudnya akan berubah dari gas ke cair kemudian padat. Kecenderungan sifat apa lagi yang dapat kita ramalkan ?. Dalam kimia karbon adalah panting bagi kita untuk dapat menuliskan rumus molekul dan rumus struktur. Rumus molekul menyatakan banyaknya atom setiap unsur yang ada dalam suatu molekul. Sedangkan rumus struktur (Lihat Tabel 12.3) menggambarkan bagaimana atom-atom itu terikat satu sama lain. Karena atom karbon merupakan tulang punggung dari semua senyawa karbon, maka kita harus mampu menggambarkan rangka karbon dalam suatu molekul senyawa karbon. Setiap atom karbon dikelilingi secara tetrahedral oleh atom-atom yang terikat dalam gambaran tiga dimensi, tetapi biasanya molekul-molekul senyawa karbon cukup digambarkan dengan tampilan dua dimensi saja.
Penggambaran rantai struktur senyawa ini sebenarnya mudah. Bila rantai karbonnya panjang atau bercabang, maka setelah kita buat rangka atom karbonnya tinggal membubuhkan atom-atom hidrogen pada ikatan atom karbon yang masih kosong.
Contoh : molekul butana. Pertama sekali, dibuat rangkanya yang terdiri dari 4 atom karbon yang diletakkan berdampingan. Selanjutnya, atom-atom hidrogennya diletakkan pada masing-masing atom karbonnya.
Kalau kita membuat molekul butana dengan molymod, terlihat bahwa rantai karbonnya tidak benar-benar lurus seperti rumus trukturnya, karena atom karbon tetrahedral mencegah gambaran rantai karbon lurus. Kebanyakan yang kita tuliskan adalah rumus truktur yang lebih sederhana lagi yaitu:
CH3 - CH2 – CH2 - CH3 atau CH3CH2CH2CH3
Jadi asal terbaca rantai karbonnya, itulah yang akan kita gunakan selanjutnya asal selalu ingat bahwa sesungguhnya adalah gambaran ruang.
Ciri-ciri alkana
x Merupakan hidrokarbon jenuh (alkana rantai lurus dan siklo/cincin alkana)
x Disebut golongan parafin : affinitas kecil (=sedikit gaya gabung)
x Sukar bereaksi
x C1 – C4 : pada Tdan P normal adalah gas
x C4 – C17 : pada T dan P normal adalah cair
x >C18 : pada T dan P normal adalah padat
x Titik didih makin tinggi : terhadap penambahan unsur C
x Jumlah atom C sama : yang bercabang mempunyai TD rendah
x Kelarutan : mudah larut dalam pelarut non polar
x BJ naik dengan penambahan jumlah unsur C
x Sumber utama gas alam dan petrolium
Pembuatan alkana
x Hidrogenasi senyawa Alkena
x Reduksi Alkil Halida
x Reduksi metal dan asam
Penggunaan alkana
x Metana : zat bakar, sintesis, dan carbon black (tinta, cat, semir, ban)
x Propana, Butana, Isobutana : zat bakar LPG (Liquified Petrolium Gases)
x Pentana, Heksana, Heptana : sebagai pelarut pada sintesis.
Tata nama alkana
Sekarang bagaimana cara memberi nama isomer butana itu?
Untuk itu marilah kita gunakan aturan tata nama yang diterbitkan IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry).
1. Rantai karbon berurutan yang terpanjang dalam suatu molekul ditentukan sebagai rantai induk. Carilah namanya pada tabel suku pertama sampai dengan 14 senyawa alkana dan letakkan di bagian belakang. Kadang-kadang rumus struktur itu tidak digambarkan dengan rantai karbon terpanjang dalam garis lurus.
2. Isomer bercabang diberi nama sebagai turunan rantai lurus di mana satu atau beberapa atom hidrogen diganti dengan pecahan alkana. Pecahan alkana ini disebut gugus alkil, biasa diberi tanda -R (dari kata radikal), dan mempunyai rumus umum -CnH2n+1. Nilai n adalah jumlah atom karbon yang ada pada senyawa tertentu tersebut sedemikian hingga didapat suku-sukunya seperti terlihat pada tabel berikut :
Tentu kita dapat meneruskan untuk alkil-alkil lain, tetapi untuk gugus bercabang tentu jarang yang berantai panjang. Letakkan nama gugus cabang ini di depan nama rantai induk. Untuk menentukan cabang pada rantai induk, rantai induk itu diberi diberi nomor dari kiri atau dari kanan sehingga cabang pertama mempunyai nomor terkecil.
Dibawah ini adalah contoh cara menamakan senyawa berikut :
1. Menurut aturan nomor satu, rantai C terpanjang 5, jadi namanyapentana dan kita letakkan di bagian belakang.
2. Cabangnya adalah metil
3. Letakkan cabang itu pada atom C nomor dua dari kanan (karena kalau dari kiri menjadi nomor 4).
Kadang-kadang terdapat lebih dari satu cabang. Jika cabang-cabang itu sama, namanya tidak perlu disebut dua kali. Cukup diberi awalan di- , kalau 3 cabang sama awalannya tri-, tetra untuk 4 cabang yang sama dan seterusnya. Ingat setiap cabang diberi satu nomor, tidak peduli cabangnya sama atau beda. Dibawah ini adalah contoh penamaan yang lain.
1. Rantai terpanjangnya 4, jadi dinamakan butana
2. Cabangnya adalah metil dan ada dua buah
3. Letak cabangnya pada atom C nomor 2 dan nomor 3.
Jika cabang-cabang itu berbeda, maka urutan menyebutnya adalah menurut urutan abjad huruf pertamanya, cabang etil disebut dulu dari cabang metil.
alkana
Alkana merupakan suatu golongan hidrokarbon alifatik jenuh dengan penyusunnya adalah atom-atom karbon dalam rantai terbuka. Alkana mempunyai rumus empiris CnH2n+2. Pemberian nama pada alkana dengan rantai tidak bercabang yaitu dengan cara menyatakan jumlah atom karbonnya dan ditambah akhiran –ana yang berarti senyawa tersebut adalah hidrokarbon alifatik jenuh.
Reaksi-reaksi yang terjadi pada alkana adalah sebagai berikut:
1.Reaksi Oksidasi
R-H + O2 --> CO2 + H2O + Panas
(R = Gugus alkil)
2.Halogenasi
R-H + Cl2 --> R-Cl + HCl
(R = Gugus alkil)
Alkana dapat bereaksi dengan halogen dalam pengaruh panas atau pengaruh sinar UV.
3.Nitrasi
R-H + HNO3 --> R-NO2 + H2O
(R = Gugus alkil)
Reaksi antara alkana dengan asam nitrat berlangsung antara suhu 150-4750C.
4.Sulfonasi
R-H + H2SO4 --> R-SO3H + H2O
(R = Gugus alkil)
Alkana dapat dibuat dengan beberapa cara yaitu:
1.Hidrogenasi alkena
Alkena (CnH2n) + H2 --> Alkana (CnH2n+2)
Reaksi ini berlangsung dengan menggunakan katalis platina atau nikel.
2.Hidrolisis dengan peraksi Grignard melewati 2 tahap
Sifat fisis alkuna, yakni titik didih mirip dengan alkana dan alkena. Semakin tinggi suku alkena, titik didih semakin besar. Pada suhu kamar, tiga suku pertama berwujud gas, suku berikutnya berwujud cair sedangkan pada suku yang tinggi berwujud padat.
Sifat kimia
Adanya ikatan rangkap tiga yang dimiliki alkuna memungkinkan terjadinya reaksi adisi, polimerisasi, substitusi dan pembakaran
1. reaksi adisi pada alkuna
o Reaksi alkuna dengan halogen (halogenisasi)
Perhatikan reaksi di atas, reaksi pada tahap 2 berlaku aturan markonikov.
oReaksi alkuna dengan hidrogen halida
Reaksi di atas mengikuti aturan markonikov, tetapi jika pada reaksi alkena dan alkuna ditambahkan peroksida maka akan berlaku aturan antimarkonikov. Perhatikan reaksi berikut:
o Reaksi alkuna dengan hidrogen
2. Polimerisasi alkuna
3. Substitusi alkuna Substitusi (pengantian) pada alkuna dilakukan dengan menggantikan satu atom H yang terikat pada C=C di ujung rantai dengan atom lain.
4. Pembakaran alkuna Pembakaran alkuna (reaksi alkuna dengan oksigen) akan menghasilkan CO2 dan H2O.
2CH=CH + 5 O2 � 4CO2 + 2H2O
Alkuna
Alkuna merupakan deret senyawa hidrokarbon tidak jenuh yang dalam tiap molekulnya mengandung satu ikatan rangkap 3 diantara dua atom C yang berurutan. Untuk membentuk ikatan rangkap 3 atau 3 ikatan kovalen diperlukan 6 elektron, sehingga tinggal satu elektron pada tiap-tiap atom C tersisa untuk mengikat atom H. Jumlah atom H, yang dapat diikat berkurang dua, maka rumus umumnya menjadi
CnH2n+2 – 4H = CnH2n-2
Seperti halnya alkena, alkuna juga mempunyai suku pertama dengan harga n = 2, sehingga rumus molekulnya C2H2, sedang rumus strukturnya H – C = C – H. Senyawa alkuna tersebut mempunyai nama etuna atau dengan nama lazim asetilena. Asetilena merupakan suatu gas yang dihasilkan dari reaksi senyawa karbida dengan air dan banyak digunakan oleh tukang las untuk menyambung besi. Reaksinya adalah sebagai berikut :
CaC2 (s) + 2 H20(l) → C2H2 (g) + Ca(OH)2 (aq)
Tata nama alkuna sama dengan alkana atau alkena, bagian pertama menunjuk pada jumlah sedang bagian kedua adalah akhiran -una, tetapi suku pertamanya juga mempunyai n = 2 seperti alkena. Etuna merupakan suku alkuna satu-satunya yang dapat dibuat. Suku-suku alkuna lain sering diberi nama atau dianggap sebagai turunan etuna. Jadi propuna disebut metil asetilena.
Seperti pada alkana, suku-suku rendah pada alkena dan alkuna pun hanya mempunyai satu rumus struktur, tetapi pada suku ketiga (jangan lupa harga n-nya 4) dapat kita tuliskan lebih dari satu rumus struktur yaitu ,
Jadi peristiwa isomeri terjadi pula pada alkena dan alkuna, bahkan penyebabnya dua. Kalau pada alkana hanya pada rantainya berbeda (disebut isomeri rantai), pada alkena dan alkuna dapat pula disebabkan ikatan rangkapnya berpindah tempat (disebut isomeri posisi) karena itu letak ikatan rangkap pada suku-suku alkena dan alkuna yang lebih tinggi selalu diberi nomor seperti terlihat di atas.
Ciri-ciri alkuna
xHidrokarbon tak jenuh mempunyai ikatan rangkap tiga
xSifat-sifatnya menyerupai alkena, tetapi lebih reaktif
xPembuatan : CaC2 + H2O → C2H2 + Ca(OH)2
xSifat-sifat :
-Suatu senyawaan endoterm, maka mudah meledak
-Suatu gas, tak berwarna, baunya khas
xPenggunaan etuna :
-Pada pengelasan : dibakar dengan O2 memberi suhu yang tinggi (± 3000oC), dipakai untuk mengelas besi dan baja
-Untuk penerangan
-Untuk sintesis senyawa lain
Pembuatan alkuna
xDehidrohalogenasi alkil halida
xReaksi metal asetilida dengan alkil halida primer
Beberapa hidrokarbon lain
Seperti dikatakan dalam klasifikasi hidrokarbon, masih banyak hidrokarbon lainnya, tetapi rumus umumnya kadang-kadang sama dengan rumus umum yang ada antara lain rumus umum alkena. Rumus umum alkena juga menunjukkan hidrokarbon siklis yang jenuh yang dikenal sebagaisiklana (siklo-alkana) dan siklo-propana sebagai suku pertamanya mempunyai harga n = 3. Alkandiena dan siklo-alkena mempunyai rumus umum yang sama dengan alkuna. Rumus molekul C5H8 dapat merupakan pentuna, isoprena (monomer dari karet alam atau siklopentana).
Adalagi hidrokarbon berlingkar yang mengandung cincin segi enam, dikenal sebagaihidrokarbon aromatik karena umumnya hidrokarbon ini harum baunya walaupun banyak juga yang beracun. Struktur utama senyawa aromatik yang menjadi dasar sifat-sifat kimianya adalah cincin benzena. Cincin benzena biasa digambarkan sebagai segi-enam beraturan dengan tiap sudut ditempati oleh atom C yang mengikat satu atom H dan ikatan rangkap yang berselang-seling antara dua atom C yang berurutan (lihat gambar di bawah ini). Gambaran ini sempat menguasai senyawa aromatik untuk beberapa puluh tahun sebelum akhirnya diubah karena sifat-sifat utama ikatan rangkap tidak tampak pada gambaran struktur benzena sebelumnya. Hidrokarbon aromatik banyak pula terdapat dalam minyak bumi