3.Kimia kelas 1 sbmptn

Kimia 1

TATA NAMA SENYAWA DAN PERSAMAAN REAKSI

1.1. Rumus Kimia Zat Rumus kimia suatu zat menyatakan jenis dan jumlah relatif atomatom yang terdapat dalam zat itu. 1.1.1. Rumus Kimia Unsur Rumus kimia unsur yang terdiri atas satu atom (monoatomik) sama dengan lambang unsur tersebut. Unsur-unsur monoatomik adalah unsur-unsur logam dan unsur-unsur gas mulia. Contoh : Gas Mulia Perak : Ag Helium : He Emas : Au Neon : Ne Besi : Fe Argon : Ar Tembaga : Cu Kripton : Kr Platina : Pt Xenon : Xe Radon : Rn 1.1.2. Rumus Kimia Senyawa Senyawa adalah gabungan dari beberapa unsur. Rumus senyawa ada 2 jenis : 1. Rumus Senyawa Kovalen-Biner Tersusun dari unsur non logam dengan non logam Contoh : CO = karbon mono oksida CO2 = karbon dioksida N2O3 = di nitrogen trioksida N2O5 = dinitrogen penta oksida CCl4 = karbon tetra klorida

Kimia

121

S O N Y

S U G E M A

C O L L E G E

2. Rumus Senyawa Ionik Biner Tersusun dari unsur logam dengan non logam. Nama unsur logam disebut dahulu diikuti nama unsur non logam yang diberi akhiran -ida. contoh : KCl : Kalium klorida BaS:Barium Sulfida Al2O3 : Alumunium oksida MgF2 : Magnesium Florida Ingat ! Untuk unsur-unsur logam yang mempunyai bilok (bilangan oksidasi) lelbih dari satu macam. Contoh : Fe2+ Fe3+ 2+ CO CO3+ Sn2+ Sn4+ + Hg Hg2+ maka harga biloks logam harus disebutkan. Contoh : FeCl2 → besi (II) klorida COCl3 → kobalt (III) oksida SnF4 → timah (IV) florida 1.1.3. Senyawa Ionik Poliatomik Pada senyawa ionik logam dapat bertindak sebagai kation (ion bermuatan positif) dan unsur non logam dapat bertindak sebagai anion (ion bermuatan negatif). Ada beberapa polianion yang harus diingat : NO2- : nitrit SO32- : sulfit PO33- : pospit NO3- : nitrat SO42- : sulfat PO43- : pospat 2 CH3COO- : asetat CO3 - : karbonat ClO2- : klorit C2O42- : oksalat ClO3- : klorat Contoh : KNO3 : kalium nitrat Cu3(PO4) : tembaga II pospat (Ingat ! logam aneh) MgSO4 : magnesium sulfat Na3PO4 : natrium pospat Fe(ClO3)2 : besi (II) klorat

122

Kimia

S O N Y

S U G E M A

C O L L E G E

1.1.4. Tata Nama Asam Senyawa asam terbentuk bila ion H+ bertemu dengan anion Contoh : HCl : asam klorida H2C2O4 : asam oksalat H2S : asam sulfida H3PO4 : asam pospat HClO3 : asam klorat 1.1.5. Tata nama basa Senyawa basa terbentuk bila kation bertemu dengan ion OH(hidroksida) Contoh : NaOH : Natrium Hidroksida Ca(OH)2 : Kalsium Hidroksida Fe(OH)2 : Besi (II)Hidroksida Ae(OH)3 : Alumunium Hidroksida Co(OH)3 : Kobal (III) Hidroksida 1.2. Bilangan Oksidasi Bilangan oksidasi suatu unsur dapat ditentukan yang harus di­ ingat. Pada umumnya bilok H = +1 O = -2 Logam = sesuai dengan valensinya dan bilok senyawa = 0 Contoh :

CATATAN : 1. Beberapa Jenis Kation

Kimia

123

S O N Y

S U G E M A

C O L L E G E

2. Beberapa Jenis Anion

1.3. Persamaan Reaksi Persamaan reaksi menggambarkan zat yang bereaksi (pereaksi), hasil reaksi (produk), wujud pereaksi dan hasil reaksi, arah reaksi berlangsung (dilambangkan dengan tanda panah), dan perbandingan jumlah partikel pereaksi, serta hasil reaksi. Contoh : Gas hidrogen bereaksi dengan gas oksigen membentuk air, persamaan reaksinya dapat ditulis sebagai berikut : 2H2 (g) + O2 (g) → 2H2O (l)

124

Kimia

H2 dan O2 sebagai pereaksi (reaktan), sedangkan H2O sebagai hasil reaksi (produk). Bilangan yang mendahului rumus kimia zat dalam persamaan reaksi disebut koefisien reaksi. Pada contoh di atas koefisien H2 adalah 2, koefisien O2 adalah 1, dan koefesien H2O adalah 2. Wujud zat dinyatakan dengan g = gas; l = cairan (liquid); s = padat (solid); dan aq = larutan berair (aqueous, baca: akues).

S O N Y

S U G E M A

C O L L E G E



Penulisan persamaan dapat dilakukan dalam 2 langkah : 1. Menuliskan rumus kimia zat pereaksi dan produk, lengkap dengan keterangan tentang wujud keadaannya. 2. Penyetaraan, yaitu memberi koefisien yang sesuai sehingga jumlah atom setiap unsur sama pada kedua ruas. Penyetaraan persamaan reaksi dapat dilakukan dengan 2 cara yaitu cara langsung dan cara matematika. Contoh : Logam alumunium bereaksi dengan larutan asam klorida mem­ bentuk larutan alumunium klorida dan gas hidrogen. Langkah 1 : Menuliskan rumus kimia zat pereaksi dan hasil reaksi: Al (s) + HCl (aq) → Al Cl3 (aq) + H2 (g) Langkah 2 : Penyetaraan dapat dilakukan dengan 2 cara : 1. Cara langsung : Al (s) + HCl (aq) → AlCl3 (aq) + H2 (g) Al (s) + 3HCl (aq) → AlCl3 (aq) + 3/2 H2 (g) 2Al (s) + 6HCl (aq) → 2AlCl3 (aq) + 3H2 (g) (setara) 2. Cara Matematika : 1. Misalkan : a Al (s) + b HCl (aq) → c Al Cl3 (aq) +d H2 (g) 2. Jumlah atom unsur ruas kiri = ruas kanan Unsur Al : a = c (persamaan 1) H : b = 2d (persamaan 2) Cl : b = 3c (persamaan 3) Jika a = 1, maka persamaan 1 : a = c persamaan 3 : b = 3c persamaan 2 : b = 2d b = 3 x 1 = 3 3 =2d → d = 3/2 3. Persamaannya menjadi : 1 Al (s) + 3 HCl (aq) → 1 Al Cl3 (aq) + 3/2 H2 (g) 2 Al (s) + 6 HCl (aq) → 2 AlCl3 (aq) + 3 H2(g)

Kimia

125

S O N Y

2

S U G E M A

C O L L E G E

HUKUM-HUKUM DASAR KIMIA

2.1. Hukum Kekekalan Massa (Hukum Lavoisier) Berdasarkan serangkaian percobaan yang dilakukannya, Lavoisier menyimpulkan bahwa “ Massa zat-zat sebelum reaksi dan sesudah reaksi adalah sama.” Pernyataan itu dikenal sebagai “Hukum Ke­ kekalan Massa”. 2.2. Hukum Perbandingan Tetap (Hukum Proust) Berdasarkan serangkaian percobaan yang dilakukannya, Joseph Louis Proust menyimpulkan bahwa, “Dalam suatu senyawa, perbandingan massa unsur-unsur penyusunnya selalu tetap”, yang dikenal sebagai “Hukum Perbandingan Tetap”. 2.3. Hukum Perbandingan Berganda (Hukum Dalton) Menurut hukum perbandingan berganda adalah jika dua unsur membentuk dua macam senyawa atau lebih, untuk massa salah satu unsur yang sama banyaknya, massa unsur yang kedua dalam senyawa itu akan berbanding sebagai bilangan bulat dan sederhana. 2.4. Hukum Perbandingan Volume (Hukum Gay Lussac) Hukum perbandingan volume merupakan temuan Gay Lussac, yang berbunyi : ”Pada temperatur dan tekanan yang sama, perbandingan volume gas-gas yang bereaksi dan volume gasgas hasil reaksi merupakan perbandingan bilangan yang bulat dan sederhana.” 2.5. Hukum Avogadro Hukum Avogadro menyatakan bahwa: “Pada suhu dan tekanan yang sama, semua gas yang bervolume sama akan mengandung jumlah molekul yang sama pula.” Avogadro menyempurnakan hasil percobaan Gay Lussac. Menghitung Volume Berdasarkan Hukum Gay Lussac Menurut hukum perbandingan volume dari Gay Lussac dikatakan bahwa : Pada suhu dan tekanan yang sama, perbandingan volume gas sesuai dengan perbandingan koefisien reaksinya”. Untuk suatu reaksi kimia : p A(g) + q B(g) → r C (g) + s D (g)

126

Kimia

S O N Y



S U G E M A

C O L L E G E

Jika dimisalkan volume gas A sebanyak y liter, maka volume gas B dapat dihitung dengan rumusan :

Contoh soal : Pada T dan P yang sama, 6 liter gas etena (C2H4) dibakar mem­ bentuk gas karbon dioksida dan uap air. Hitung volume gas oksigen yang diperlukan. Jawab : C2H4 (g) + 3 O2(g) → 2 CO2 (g) + 2H2O (g)

Volume gas O2 =



Volume gas O2 = 3/1 x 6 liter = 18 liter Jadi volume gas oksigen yang diperlukan adalah 18 liter



Hubungan Antara Volume Gas Dan Jumlah Molekul (Hukum Avogadro) Menurut hukum Avogadro disimpulkan bahwa “Pada suhu dan tekanan yang sama, perbandingan volume gas sesuai dengan perbandingan jumlah molekul dan sesuai dengan perbandingan koefesien reaksinya.”





Contoh soal : Jumlah partikel yang terdapat dalam 11,2 liter gas nitrogen adalah 3 x 1023 molekul. Berapakah jumlah partikel yang terdapat dalam 33,6 liter gas amoniak jika diukur pada suhu dan tekanan yang sama. Jawab :





Jumlah molekul :



Kimia

127

S O N Y

3

S U G E M A

C O L L E G E

KONSEP MOL

Konsep mol merupakan jembatan yang menghubungkan massa zat dengan jumlah partikel, artinya dengan konsep mol kita dapat mengetahui jumlah partikel yang terkandung dalam massa tertentu zat, misalnya jumlah molekul dalam 1 gram air atau jumlah atom dalam 2 gram besi. 3.1. Definisi MOL Mol adalah satuan jumlah zat 1 mol zat = L partikel L = bilangan Avogadro = 6,02 x 1023 Contoh : 1 mol air = 6,02 x 1023 molekul air 1 mol tembaga = 6,02 x 1023 atom tembaga 1 mol NaCl = 6,02 x 1023 molekul NaCl (satuan = gabungan ion Na+ dan ion Cl-) Hubungan jumlah mol dengan jumlah partikel adalah... X = n x L atau n =

X L

dengan X = jumlah partikel (atom, molekul atau ion) n = jumlah mol L = bilangan Avogadro = 6,02 x 1023 3.2. Massa Molar (Mm) Massa molar zat adalah massa 1 mol zat. Massa molar dinyatakan dengan lambang Mm dan satuannya adalah gram/mol. Contoh : Massa 1 mol C (Ar = 12) = 12 gram Massa 1 mol O2 (Ar O = 16) = 32 gram Massa 1 mol H2O (Ar H = 1; O = 16) = 18 gram Jadi massa molar zat sama dengan Ar atau Mr zat itu yang dinyatakan dalam gram. 3.3. Volume Molar Gas Volume molar (Vm) gas menyatakan volume satu mol gas. Oleh karena volume gas dipengaruhi oleh suhu dan tekanan, maka setiap menyatakan volume gas harus diikuti keterangan tentang suhu (T=temperatur) dan tekanan (P = Pressure). 128

Kimia

S O N Y

S U G E M A

C O L L E G E

Menurut hukum Avogadro, “Pada suhu dan tekanan yang sama, perbandingan volume gas sama dengan perbandingan jumlah molnya”.

V1 n1 = V2 n2

V1 dan n1 berturut-turut adalah volume gas dan jumlah mol gas 1 V2 dan n2 berturut-turut adalah volume gas dan jumlah mol gas 2 Dalam ilmu kimia, kondisi dengan suhu 00C dan tekanan 1 atom disebut keadaan standar (STP = Standard Temperature and Pressure). Sesuai dengan hukum Avogadro, maka : Volume 1 mol gas pada keadaan standar (STP) = 22,4 liter Hubungan jumlah mol dan volume gas pada STP : V = n x 22,4 liter atau n =

V 22,4 liter

dengan V = volume gas (liter) dan n = jumlah mol gas (mol) Pada keadaan bukan standar, volume gas dapat dihitung dengan persamaan gas ideal: PV = n RT dengan P = tekanan gas (atmosfer = atm) V = volume gas (liter) n = jumlah mol gas (mol) R = tetapan gas = 0,08205 liter atm mol-1 K-1 T = suhu mutlak gas (K = kelvin) Volume gas dalam suatu tempat dapat berubah sesuai dengan suhu dan tekanan pada tempat tersebut. Untuk menentukan volume gas tersebut dapat digunakan hukum Boyle-Gas Lussac :

P1 V1 P2 V2 = T1 T2

dengan V1 = volume gas pada P1(liter), P1= tekanan gas pada V1(atm) dengan V2 = volume gas pada P2(liter), P2= tekanan gas pada V2(atm)

Kimia

129

S O N Y

S U G E M A

C O L L E G E

Hubungan antara jumlah mol dengan massa zat : m = n x Mm atau m = n x Ar atau Mr atau n =

m Ar atau Mr

dengan m = massa zat (gram) n = jumlah mol zat (mol) Mm = massa molar = Ar atau Mr

4

MOLARITAS DAN PENGENCERAN

Molaritas menyatakan banyaknya mol zat terlarut dalam 1 liter larutan. Contoh : Larutan NaCl 1 M artinya dalam 1 liter larutan terdapat 1 mol NaCl. Hubungan molaritas dengan jumlah mol zat : M=

n atau n = M x V V

dengan M = molaritas larutan (mol/liter) n = jumlah mol zat terlarut (mol) V = volume larutan (liter) Pengenceran Larutan Jika zat-zat yang terdapat di laboratorium konsentrasinya terlalu tinggi dapat dilakukan pengenceran. Dalam pengenceran volume dan kemolaran larutan berubah, tetapi jumlah mol zat terlarut tidak berubah. Karena pengenceran tidak mengubah jumlah mol zat terlarut, maka : n1= n2 V1. M1 = V2. M2 dengan V1 = volume sebelum pengenceran M1 = konsentrasi molar sebelum pengenceran V2 = volume sesudah pengenceran M2 = konsentrasi molar sesudah pengenceran

130

Kimia

S O N Y

S U G E M A

C O L L E G E

Contoh soal : Berapa ml air harus ditambahkan pada 100 ml larutan NaOH 0,5 M agar diperoleh larutan dengan konsentrasi 0,2 M. Jawab : Misal volume air yang harus ditambah = x ml, maka V2 = (100 + x) ml V1. M1 = V2. M2 100.0,5 = (100 + x).0,2 50 = 20 + 0,2 x 0,2 x = 50 – 20 0,2 x = 30 x = 150 Jadi, volume air yang harus ditambahkan adalah 150 ml Diantara zat yang tersedia dalam bentuk larutan pekat adalah berbagai jenis asam dan amonia. Misalnya asam sulfat biasanya diperdagangkan berupa larutan dengan kadar 98% dan massa jenis 1,8 kg.L-1 Kemolaran larutan pekat yang diketahui kadar dan massa jenis­ nya dapat dihitung dengan rumus : M=

ρ . 10% massa mol L-1 Mr

dengan M = kemolaran zat = massa jenis zat % massa = kadar zat Mr = massa molekul relatif

5

RUMUS EMPIRIS, RUMUS MOLEKUL DAN RUMUS GARAM HIDRAT (AIR KRISTAL)

Rumus empiris adalah rumus kimia yang menyatakan perbandingan mol paling sederhana unsur-unsur yang menyusun suatu senyawa. Dalam menentukan rumus empiris diperlukan data, yaitu : 1. massa unsur, perbandingan massa unsur, atau persentase massa unsur yang menyusun senyawa. 2. massa atom realtif (Ar) unsur tersebut.

Kimia

131

S O N Y

S U G E M A

C O L L E G E

Rumus molekul adalah rumus kimia yang menggambarkan jumlah atom dan jenis unsur penyusun senyawa. Dalam menentukan rumus molekul diperlukan data rumus empiris dan massa molekul relatif (Mr) senyawa. Ada beberapa senyawa yang rumus empirisnya juga merupakan rumus molekulnya contoh : H2O, NH3, H2SO4. Air kristal adalah molekul air yang terikat pada molekul senyawa lain. Senyawa yang mengandung air kristal disebut senyawa hidrat, misalnya : terusi, CuSO4.5H2O (Tembaga (II) sulfat pentahidrat); gips, CaSO4.2H2O (Kalsium sulfat dihidrat); garaam inggris, MgSO4.7H2O (Magnesium sulfat heptahidrat); sodahablur, Na2CO3.10H2O (Natrium karbonat dekahidrat). Jika suatu hidrat dipanaskan, sebagian atau seluruh air kristalnya dapat lepas (menguap). Contoh : 1. CuSO4.5H2O (s) → CuSO4(s) + 5 H2O (g) Tembaga (II) sulfat Anhidrat 2. CaSO4.2H2O (s) → CaSO4. ½ H2O (s) + ½ H2O (g) Gips Gips bakar Jika suatu hidrat dilarutkan dalam air, maka air kristalnya akan lepas. Contoh : CuSO4.5H2O (s) → CuSO4 (aq) + 5 H2O (l) Jumlah air kristal dari suatu hidrat dapat dilakukan dengan berbagai cara, salah satu caranya yaitu dengan memanaskan garam terhidrat menjadi garam anhidrat.

6

KADAR UNSUR DALAM SENYAWA

Perbandingan massa dan kadar unsur dalam suatu senyawa dapat ditentukan dari rumus molekulnya. Misalkan untuk senyawa AmBn berlaku : massa A : massa B = m.Ar A : n.Ar B massa A :

132

Kimia

m.Ar Ba x massa AmBn Mr AmBn

S O N Y

massa B :

S U G E M A

C O L L E G E

n.Ar B x massa AmBn Mr AmBn

Kadar unsur dalam suatu senyawa biasanya dinyatakan dalam persentase. Misalnya untuk senyawa AmBn, persentase masingmasing unsurnya dapat ditentukan dengan rumus sebagai berikut :

m.Ar A × 100% Mr AmBn n.Ar B % Unsur B = × 100% Mr AmBn % Unsur A =

Contoh: Hitung kadar unsur karbon dalam glukosa C6 H12 O6 (Ar C =12 O=16 H = 1) % Unsur A =



=

7

6 Arc × 100% Mrc6H12o6 6.12 × 100% = 40% 180

REAKSI KIMIA DAN REAKSI PEMBATAS

Dalam suatu reaksi kimia zat-zat yang berada di sebelah kiri tanda panah disebut pereaksi dan di sebelah kanan tanda panah disebut hasil reaksi (produk). Perbandingan mol zat-zat yang bereaksi mengikuti perbandingan koefisiennya. Dengan pengertian tersebut, maka banyaknya zat yang diperlukan atau dihasilkan dalam reaksi kimia dapat dihitung dengan meng­ gunakan persamaan reaksi setara. Apabila jumlah mol zat salah satu zat diketahui, maka jumlah mol zat yang lain dalam reaksi itu dapat ditentukan dari perbandingan koefisien reaksinya.

Kimia

133

S O N Y

S U G E M A

C O L L E G E

Contoh soal : Logam alumunium larut dalam larutan asam sulfat menghasilkan larutan alumunium sulfat dan gas hidrogen. a. Tuliskan persamaan reaksinya b. Berapa mol gas hidrogen dapat dihasilkan jika digunakan 0,5 mol alumunium? Jawab : a. Persamaan Reaksinya : 2 Al (s) + 3 H2SO4 (aq) → Al2(SO4)3 (aq) + 3H2(g) b. Perbandingan koefesien Al : H2 = 2 : 3 Al yang bereaksi = 0,5 mol koefesienH2 Jumlah mol H2 yang dihasilkan = x mol Al koefesien Al 3 = x 0,5 mol = 0,75 mol 2 Apabila zat-zat yang kita reaksikan tidak tepat habis bereaksi (tidak ekivalen), maka salah satu pereaksi akan habis lebih dahulu, sedangkan pereaksi yang lain bersisa. Jumlah zat hasil reaksi bergantung pada jumlah pereaksi yang habis lebih dahulu. Oleh karena itu, pereaksi yang habis lebih dahulu disebut pereaksi pembatas. Pereaksi pembatas dapat ditentukan dengan membagi jumlah mol masing-masing pereaksi dengan koefisien reaksi yang bersangkutan. Pereaksi yang pembagiannya paling kecil adalah pereaksi pembatas. Contoh soal : Sebanyak 5 mol logam alumunium bereaksi dengan 3 mol oksigen membentuk alumunium oksida padat. a. Tuliskan persamaan reaksinya ! b. Tentukan pereaksi pembatasnya dan massa zat yang bersisa c. Berapa gram massa Al2O3 yang terbentuk ? (Ar O = 16; Al = 27) Jawab : a. Persamaan reaksinya : 4 Al (s) + 3 O2(g) → 2 Al2O3(s) 3 5 b. Al : = 1,25 O2: = 1 3 4 Jadi pereaksi pembatasnya adalah oksigen. 4 Al yang bereaksi = x 3 mol = 4 mol 3 134

Kimia

S O N Y

c.

S U G E M A

C O L L E G E

Zat yang bersisa adalah alumunium sebanyak = 5 – 4 mol = 1 mol Massa alumunium yang bersisa = 1 x Ar Al = 1 x 27 gram = 27 gram Al2O3 yang terbentuk = koefesien Al2O3

2 x jumlah mol O2 = x 3 mol = 2 mol koefesienO2 3 Massa Al2O3 yang terbentuk = n x Mr Al2 O3 = 2 x 102 gram = 204 gram

8

REAKSI REDUKSI DAN OKSIDASI

Reaksi reduksi oksidasi (reaksi redoks) banyak terjadi dalam kehidupan sehari-hari, diantaranya terjadi pembakaran, metabolisme, dan per­ karatan. A. Perkembangan Konsep Reaksi Redoks Reaksi redoks berkembang dari reaksi pengikatan (peng­ gabungan) dan pelepasan oksigen, serah terima elektron, dan perubahan bilangan oksidasi. 1. Reaksi Redoks berdasarkan Penggabungan dan Pelepasan Oksigen Amati reaksi-reaksi berikut !

Berdasarkan apa yang terjadi pada oksigen dalam reaksi-reaksi tersebut, jelaskan pengertian reaksi oksidasi dan reaksi reduksi!

Kimia

135

S O N Y

S U G E M A

C O L L E G E

Reaksi oksidasi adalah reaksi penggabungan/mengikat oksigen Reaksi reduksi adalah reaksi pelepasan oksigen. 2. Reaksi Redoks berdasarkan Serah Terima Elektron Perhatikan reaksi pembentukan CuCl2 dan CuO melalui ikatan ion berikut : Cu→ Cu2+ + 2e- (oks) 2 Cu→ 2Cu2+ + 2 e- (oks) Cl2 + 2 e- → 2 Cl- (red) + O2 + 4 e- → 2O2- (red) + Cu + Cl2 → CuCl2 2 Cu + O2 → 2 CuO Pada kedua reaksi diatas : Cu melepas elektron Cl2 menerima elektron O2 menerima elektron Reaksi oksidasi adalah Reaksi yang melepas elektron Reaksi reduksi adalah Reaksi yang menerima elektron Reaksi redoks adalah Reaksi yang terjadi menerima dan melepas elektron 3. Perubahan Biloks pada Reaksi Redoks Kegiatan : Tentukan biloks dari komponen-komponen pada reaksi-reaksi berikut : 1.

2.

Reaksi oksidasi : reaksi yang mengalami kenaikan bilok Reaksi reduksi : reaksi yang mengalami penurunan bilok Reaksi redoks : reaksi dimana terjadi kenaikan dan penurunan bilok sekaligus

136

Kimia

S O N Y

S U G E M A

C O L L E G E

4. Reaksi Autoredoks Atau Reaksi Disproporsioasi Tunjukkan reaksi oksidasi dan reaksi reduksi pada reaksi auto­ redoks berikut :

Reaksi autoredoks: reaksi dimana zat mengalami reaksi reduksi juga mengalami reaksi oksidasi. 5. Reaksi Redoks berdasarkan Perubahan Bilangan Oksidasi Bilangan oksidasi Aturan penentuan bilangan oksidasi unsur-unsur secara lengkap sebagai berikut : 1. Bilangan oksidasi unsur bebas adalah nol Contoh : bilangan oksidasi H, N, dan Fe berturut-turut dalam H2, N2 dan Fe adalah 0 2. Bilangan oksidasi suatu unsur dalam suatu ion monoatom (tunggal) sama dengan muatannya. Contoh : Bilangan oksidasi Mg dalam Mg2+ adalah +2 Bilangan oksidasi S dalam S2- adalah -2 3. Fluorin adalah unsur yang paling elektronegatif dan mem­ butuhkan tambahan 1 elektron, mempunyai bilangan oksidasi -1 pada semua senyawanya. Contoh : Bilangan oksidasi F dalam HF, NaF, CaF2, KF adalah -1 4. Jumlah bilangan oksidasi unsur-unsur dalam suatu ion poliatom = muatannya. Contoh : Dalam S2O32- : ( 2 x BO.H) + (BO.S) + (4 x BO.O) = +2 5. Jumlah bilangan oksidasi unsur-unsur dalam suatu senyawa adalah nol. Contoh : Dalam H2SO4 : (2 x BO.H) + (BO.S) + (4 x BO.)) =+6

Kimia

137

S O N Y

S U G E M A

C O L L E G E

6. Bilangan oksidasi unsur dalam senyawanya : golongan 1A (Li, Na, K, Rb, Cs, Fr) = +1, golongan II A (Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra) = +2, gologan IIIA (B, Al) - +3+, golongan IVA (C = +2. ± 4; Si = +4; Sn = +2; +4; Pb = +2, +4), golongan VA (N = +2, ±3, +4, +5; P =±3, +5; As =±3, +5; S =, +5; Bi = ±3,+5), golongan VIA (S = ±2, +4, golongan VIIA (F = -1; Cl = ±1, +3, + 5, +7; Br = ±1, +5, +7; l = ±1, +5) Contoh : Bilangan oksidasi K pada KCl, KNO3, dan K2SO4 adalah +1 Bilangan oksidasi Mg pada MgCl2, MgO, dan MgSO4 adalah +2 7. Bilangan oksidasi hidrogen (H) pada senyawanya adalah +1, kecuali dalam hidrida logam, hidrogen mempunyai bilangan oksidasi -1. Contoh : Bilangan oksidasi H pada H2O, NH3, dan HCl adalah+1 Bilangan oksidasi H pada NaH, LiH, dan CaH2 adalah -1 8. Bilangan oksidasi oksigen (O) pada senyawanya adalah -2, kecuali pada senyawa biner dan fluor, oksigen mempunyai bilangan oksidasi +2, pada senyawa peroksida, bilangan oksidasi oksigen adalah -1, dan pada senyawa superoksida bilagan oksidasi oksigen adalah -½ . Contoh: Bilangan oksidasi O pada H2O, Na2O dan CaO adalah -2 Bilangan oksidasi O pada OF2 adalah +2 Bilangan oksidasi O pada H2O2 dan BaO2 adalah -1 Bilangan oksidasi O pada KO2 adalah 9. Bilangan oksidasi beberapa logam penting dalam senyawa­ nya : Al = +3; Zn = +2; Ag = +1; Sn = +2 dan +4; Pb = +2 dan +4; Fe = +2 dan +3; Hg = +1 dan +2; Cu = +1 dan +2; Au = +1 dan +3; Pt = +2 dan +4; Ni = +2 dan +3; Cr = +2, +3, dan +6 ; Mn = +2, +3, +4, +6, dan +7; Co = +2 dan +3

138

Kimia

S O N Y

9

S U G E M A

C O L L E G E

LARUTAN ELEKTROLIT DAN NON ELEKTROLIT

9.1. Gejala Hantaran Arus Listrik Pada Larutan Larutan adalah campuran yang homogen dengan batas-batas komponen penyusunnya tidak dapat dibedakan. Larutan ter­ susun dari zat terlarut yang jumlahnya sedikit dan zat pelarut yang jumlahnya banyak. Zat pelarut dapat berwujud cair, sedang­kan zat terlarut dapat berwujud padat, cair, atau gas. Berdasarkan kemampuannya dalam menghantarkan arus listrik, larutan dalam air digolongkan sebagai larutan yang dapat meng­ hantarkan arus listrik (larutan elektrolit) dan larutan yang tidak dapat menghantarkan arus listrik (larutan non elektrolit). 9.2. Larutan Elektrolit Dan Larutan Non Elektrolit Larutan yang dapat menghantarkan arus listrik dengan alat uji elektrolit memberikan gejala menyalanya lampu dan atau timbulnya gelembung gas pada elektrode. Larutan yang menunjukan gejala-gejala tersebut tergolong larutan elektolit, sedangkan larutan yang tidak menunjukan gejala-gejala berati tidak dapat menghantarkan arus listrik tergolong larutan non elekroli t. Dalam kehidupan sehari-hari banyak ditemukan contoh larutan elektrolitdan larutan non elektrolit contoh larutan elektrolit : larutan garam dapur, larutan cuka makan, larutan asam sulfat (accu zuur), air laut, air sungai, larutan kapur sirih, dan larutan tawas. contoh larutan non elektrolit : larutan gula, larutan urea, larutan alkohol, dan larutan glukosa. Daya hantar listrik larutan elektrolit tergantung pada jenis dan konsentrasinya. Larutan yang mempunyai daya hantar relatif baik walaupun konsentrasinya relatif kecil disebut elektrolit kuat. Sedangkan larutan yang daya hantarnya buruk walaupun konsentrasinya relatif besar disebut elektrolit lemah.Pada konsentrasi yang sama larutan elektrolit kuat menghantarkan listrik lebih baik dari pada larutan elektrolit lemah. Pada percobaan di atas, larutan elektrolit kuat dapat membuat

Kimia

139

S O N Y

S U G E M A

C O L L E G E

lampu menyala dan ada gelembung gas sedangkan larutan elektrolit lemah hanya menimbulkan gelembung gas pada elektrode. Daya hantar listrik berbagai larutan disimpulkan sebagai berikut : Larutan Lampu Pada elektrode Elektrolit menyala banyak gelembung gas Elektrolit lemah tidak menyala sedikit gelembung gas Non elektrolit tidak menyala tidak ada gelembung gas Contoh larutan elektrolit kuat : Larutan NaCl, larutan H2SO4, larutan NaOH, larutan KOH, larutan HNO3 Contoh larutan elektrolit lemah : Larutah CH3COOH, larutan NH3, larutan HF, larutan H2S Senyawa yang dapat menghasilkan ion dalam larutan dapat berupa senyawa ion dan senyawa kovalen polar. a. Senyawa Ion Senyawa ion terdiri atas ion-ion yang terbentuk melalui ikatan ion. Jika senyawa ion dilarutkan dalam air, maka ionion dapat bergerak bebas dan larutan dapat menghantarkan listrik. Kristal senyawa ion tidak dapat menghantarkan listrik karena ion dalam kristal tidak dapat bergerak bebas. Akan tetapi, jika kristal ion itu dipanaskan hingga melelh, maka ion-ionnya dapat bergerak bebas. Jadi lelehan senyawa ion juga dapat menghantarkan listrik. b. Senyawa Kovalen Polar Senyawa kovalen adalah senyawa yang terdiri atas atom-atom yang berikatan secara kovalen. Padatan dan lelehan senyawa kovalen tidak dapat menghantarkan arus listrik karena molekul kovalen tidak mengandung ion. Namun dalam bentuk larutannya senyawa kovalen yang dapat menghantarkan arus listrik adalah larutan senyawa kovalen polar, karena dapat diuraikan oleh air (mengalami hidrolisis) membentuk ion. Elektrolit jenis ini meliputi asam dan basa. Contoh : HCl (aq) → H+ (aq) + Cl- (aq) HNO3 (aq) → H+ (aq) + NO3- (aq) NH3(aq) + H2O (aq) → NH4+ (aq) + OH- (aq)

140

Kimia

S O N Y

10

S U G E M A

C O L L E G E

KEKHASAN ATOM KARBON

10.1. Senyawa Karbon Makhluk hidup pada umumnya terdiri dari senyawa-senyawa karbon. Senyawa karbon itu terdapat dalam tubuh manusia, hewan, tumbuhtumbuhan, pada gas bumi dan hasil-hasil pengolahan minyak bumi. Senyawa karbon yang berasal dari makhluk hidup disebut senyawa organik. Para ahli kimia mengelompokkan senyawa karbon menjadi dua, yaitu senyawa organik dan senyawa an organik. Senyawa organik muncul karena paham vitalisme, yaitu suatu paham yang mempercayai bahwa organisme atau makhluk hidup seperti manusia, hewan, dan tumbuhan mempunyai daya hidup yang memungkinkan membentuk senyawa organik. Senyawa-senyawa kimia yang tidak berasal dari makhluk hidup seperti batuan, mineral, dan lain sebagainya yang diperoleh dari kulit bumi di sebut senyawa anorganik. Friedrich Wohler (1800-1882), seorang ahli kimia bangsa Jerman pada tahun 1828 berhasil membuat suatu bahan organik yang dihasilkan dari bahan anorganik yaitu senyawa amonium sianat yang dipanaskan menghasilkan urea. NH4OCN → CO (NH2)2 Amonium sianat urea (zat organik) (zat anorganik) Dengan adanya penemuan Wohler tersebut, paham vitalisme tidak dapat diterima lagi. Senyawa-senyawa organik hasil sintesis antara lain karet, plastik, obat-obatan, tekstil, perstisida, nylon, alkohol, MSG, dan cat. Senyawa karbon seperti oksida karbon (CO dan CO2) karbonat-karbonat tergolong senyawa anorganik. Selain unsur karbon dalam senyawa karbon adalah unsur hidrogen, oksigen, nitrogen, halogen, belerang, fosfor, dan beberapa unsur logam. Senyawa yang hanya terdiri atas karbon dan hidrogen saja disebut hidrokarbon.

Kimia

141

S O N Y

S U G E M A

C O L L E G E

10.2. Jenis Atom Karbon Kegiatan Kekhasan atom karbon dapat dilihat dari kemampuan atom karbon ini dalam berikatan dengan atom karbon lainnya. Setiap atom karbon dapat mengikat empat atom lain dengan menggunakan ikatan kovalen. Perhatikan gambar di bawah ! Atom C No. 1 = atom C primer Atom C No. 2 = atom C sekunder Atom C No. 3 = atom C tersier Atom C No. 4 = atom C kuartener

10.3. Pembentukan Ikatan Karbon A. Ikatan antar Atom Karbon dala Kristal Karbon Atom karbon dapat berikatan kovalen dengan sesamanya sehingga membentuk struktur kristal. Terdapat beberapa bentuk kristal karbon, yaitu bentuk grafit, bentuk intan dan bentuk amorf. B. Ikatan antar Atom Karbon pada Senyawa Karbon Antar atom karbon dapat saling berikatan membentuk ikatan tunggal, ikatan rangkap dua, dan ikatan rangkap tiga.

142

Kimia

S O N Y

11

S U G E M A

C O L L E G E

ALKANA, ALKENA, DAN ALKUNA

Pada hidro karbon, kita mengenal 3 golongan yaitu: 1. Alkana 2. Alkena 3. Alkuna 11.1 Alkana Rumus Umum : Cn H2n+2 Alkana adalah senyawa hidrokarbon yang bersifat jenuh, artinya semua ikatannya tunggal. Jumlah atom C

Rumus

Nama

n=1

CH4

Metana

n=2

C2H6

Etana

n=3

C3H8

Propana

n=4

C4H10

Butana

n=5

C5H12

Pentana

n=6

C6H14

Heksana

n=7

C7H16

Heptana

n=8

C8H18

Oktana

n=9

C9H20

Nonana

n = 10

C10H22

Dekana

H

H H

C

H

H

H H

H

H

H

C

H

H

H

C

H

H

H

Gambar : Struktur Metana: CH4

Kimia

143

S O N Y

S U G E M A

C O L L E G E

11.1.1 Isomer dari Alkana Isomer adalah senyawa-senyawa dengan rumus molekul sama, tetapi rumus struktur berbeda. Isomer pada alkana dimulai dari n = 4 yaitu butana C4H10.

n – butana dan 2 metil propana (iso butana) merupakan isomer, karena rumus molekulnya sama C4H10, tetapi rumus strukturnya berbeda. Kita akan coba mencari isomer dari pentana C5H12.

Jumlah isomer dari C5H12 adalah 3 11.1.2 Gugus Alkil Gugus Alkil adalah alkana yang kehilangan 1 atom H. Rumus Umum : Cn H2n+1

144

Kimia

Jumlah atom C

Rumus

Nama

n=1 n=2 n=3 n=4

–CH3 –C2H5 –C3H7 –C4H9

Metil Etil Propil Butil

n=5 n=6 n=7 n=8 n=9

–C5H11 –C6H13 –C7H15 –C8H17 –C9H19

Pentil Heksil Heptil Oktil Nonil

S O N Y

S U G E M A

C O L L E G E

Gugus metil dan etil hanya ada sejenis, sedangkan –C3H7 ada 2 bentuk yaitu: 1. CH3– CH2 – CH2 – 2. CH3– CH –

Propil

Iso Propil

CH3

Untuk –C4H9 ada 4 bentuk yaitu: 1. CH3– CH2 – CH2 –CH2 – 2. CH3– CH – CH2 –

Butil

Iso Butil

CH3 3. CH3– CH2 – CH –

Sekunder Butil (Sek – Butil)

CH3 CH3 Tersier Butil (Ters – Butil)

4. CH3– C –

CH3

Sedangkan untuk C5H11 dan seterusnya jarang dipakai. 11.1.3 Tata Nama Alkana Untuk memberikan nama pada alkana harus mengikuti aturan sebagai berikut: 1. Tentukan rantai karbon yang paling panjang (disebut rantai utama). 2. Atom C yang tidak terletak pada rantai utama (disebut cabang) merupakan gugus alkil. 3. Penomoran dimulai dari atom C yang paling dekat dengan cabang. Contoh: 1

2

3

4

5

CH3

CH

CH2

CH2

CH3

CH3

Rantai utama

cabang

Nomor dimulai dari kiri karena dekat dengan cabang

Kimia

145

S O N Y

S U G E M A

C O L L E G E

Ingat ! 1. Bila cabang lebih dari satu, tetapi sejenis, memakai awalan: di (2), tri (3), dan seterusnya. Bila cabang lebih dari satu dan tidak sejenis, boleh diurutkan berdasarkan abjad: etil, metil, dan seterusnya. Contoh: 1 6 CH3

5 CH2

CH3 3 4 C CH2

CH3

1 CH3

2 CH

Rantai utama

CH2 CH3 4 Etil 2,4 Dimetil Heksana

Nomor dimulai dari kanan karena dekat dengan cabang

2 1 CH3

2 CH2

CH3 4 3 C CH2

5 CH

CH3

CH2

CH3 6

CH3 7 Rantai utama 3,3,5 Trimetil Heptana Nomor dimulai dari kanan karena dekat dengan cabang

11.1.4 Sifat-sifat Alkana 1. Pada suhu kamar alkana yang mempunyai atom: C1 sampai dengan C4 berbentuk gas C5 sampai dengan C17 berbentuk cair, dan C18 ke atas berbentuk padat. 2. Semakin panjang rantai karbon, maka titik lebur dan titik didih semakin tinggi.



146

Kimia

Nama

Rumus

Titik Lebur

Titik Didih

Metana Etana Propana Butana Pentana

CH4 C2H6 C3H8 C4H10 C5H12

–182,6 –172,0 –187,1 –135,0 –129,7

–161,7 –88,0 –42,2 –0,5 +36,1

S O N Y

S U G E M A

C O L L E G E

3. Semakin banyak cabang titik didih senyawa, semakin rendah

4. Alkana sebagai senyawa non polar tidak larut dan tidak ber­ campur dengan air, tetapi mudah larut dalam pelarut organik seperti: eter, aseton, dan kloroform. 5. Jika alkana direaksikan dengan unsur-unsur Halogen (F2, Cl2, Br2, atau I2) atom-atom H pada alkana mudah mengalami substitusi (penukaran) oleh atom-atom halogen. Contoh: CH4 + Cl2 → CH3 +HCl 6. Alkana dapat mengalami oksidasi dengan oksigen dan reaksi pembakaran ini selalu menghasilkan energi. Itulah sebabnya alkana banyak digunakan sebagai bahan bakar. 11.2 Alkena Rumus Umum : Cn H2n Alkena adalah senyawa hidro karbon yang mengandung sebuah ikatan rangkap dua sehingga alkena bersifat tak jenuh. Jumlah atom C

Rumus

Nama

n=2 n=3 n=4 n=5 n=6 n=7 n=8 n=9 n =10

–C2H4 –C3H6 –C4H8 –C5H10 –C6H12 –C7H14 –C8H16 –C9H18 –C10H20

Etena Propena Butena Pentena Heksena Heptena Oktena Nonena Decena

Kimia

147

S O N Y

H

1120 C

S U G E M A

C O L L E G E

H H

C 1180

H

1

H H 2

H

H

3

H

H

Gambar : Struktur molekul etana dan propena 11.2.1 Tata Nama Alkena Aturan tata nama alkena adalah sebagai berikut: 1. Dalam penentuan rantai utama atom karbon yang berikatan rangkap harus terbawa 2. Penomoran dimulai dari atom C yang dekat ikatan rangkap 3. Aturan lainnya sama dengan alkana Contoh : 1. 6 CH3

5

4

3

2

CH

CH2

CH

CH2

CH3

1 CH3

Rantai utama

5 metil 2 heksana

Nomor dimulai dari kanan karena dekat dengan ikatan rangkap dan bukan dari sebelah kiri walaupun dekat dengan cabang. 2.

1

2

3

4

5

CH3

CH

CH

CH

CH2

6 CH3

Rantai utama

CH3 2 metil 3 heksena

Nomor dimulai dari kiri karena dekat dengan cabang dan ikatan rangkapnya terletak di tengah. 3.

1

2

3

CH3

C

CH2

4 CH3

Rantai utama

CH2 CH3 2 etil 3 butena

Rantai utama harus terbawa atom C yang berikatan rangkap dua. 148

Kimia

S O N Y

S U G E M A

C O L L E G E

11.2.2 Isomer-isomer Alkena Dalam menentukan isomer pada alkena ada 2 hal yang harus diingat, yaitu: 1. Memindahkan posisi ikatan rangkapnya. 2. Memindahkan letak dari atom C Isomer pada alkena dimulai pada butena C4H8 ada sebanyak :

Isomer pada pentena C5H10 ada sebanyak :

Sekarang kamu coba mencari isomer dari heksena C6H12 harus ada 13. 11.2.3 Sifat-sifat Alkena 1. Sifat fisinya (wujud pada suhu kamar, titik didih, dan titik leleh) sama dengan alkana. 2. Reaksi-reaksi pada alkena: ₋ Alkena dapat mengalami adisi Adisi adalah reaksi perubahan ikatan rangkap menjadi ikatan tunggal (dari ikatan tidak jenuh menjadi jenuh) dengan cara menangkap atom-atom lain.

Kimia

149

S O N Y

C O L L E G E

₋

Bila yang ditangkap H2, gas F2, gas Cl2, Br2, dan I2, maka reaksinya adalah :

₋

Bila yang ditangkap asam-asam Halida (HF, HCl, HBr, dan HI), maka harus mengikuti aturan Markonikov (yang kaya atom H akan bertambah kaya). Contoh :



₋

S U G E M A

Alkena dapat mengalami polimerisasi Polimerisasi ialah penggabungan molekul-molekul sejenis sehingga berantai karbon sangat panjang. Molekul sejenis yang bergabung disebut monomer sedang­ kan molekul raksasa yang terbentuk disebut polimer. Contoh:

Plastik adalah polimer dari alkena atau turunan-turunan alkena. Tabel beberapa jenis plastik

150

Kimia

S O N Y

S U G E M A

C O L L E G E

11.3 Alkuna Rumus Umum : Cn H2n-2 Alkuna adalah senyawa hidro karbon yang mengandung sebuah ikatan rangkap tiga sehingga alkuna bersifat tak jenuh. Jumlah atom C

Rumus

Nama

n=2 n=3 n=4 n=5 n=6 n=7 n=8 n=9 n =10

–C2H2 –C3H4 –C4H6 –C5H8 –C6H10 –C7H12 –C8H14 –C9H16 –C10H18

Etuna Propuna Butuna Pentuna Heksuna Heptuna Oktuna Nonuna Decuna

Ingat ! alkuna dimulai dari n = 2. Tata nama alkuna sama dengan dengan aturan pada alkena. Contoh: 1.

5 CH3

4 CH2

3 CH

2 C

1 CH

Rantai utama

CH3 3 metil 1 pentuna 2.

1 CH3

2 C

3 C

4 CH

5 CH2

CH3

6 CH

CH3 CH2

7

CH3

8

Rantai utama 4,6 dimetil 2 Oktuna

Isomer pada Alkuna Isomer pada alkuna sama dengan alkena yaitu ada 2 cara: 1. Memindahkan posisi ikatan rangkap 2. Memindahkan letak dari atom C

Kimia

151

S O N Y

S U G E M A

C O L L E G E

Isomer pada Alkuna dimulai dari Butuna C4H6 ada sebanyak : 1. CH ≡ C – CH2 – CH3

1 butuna

2. CH3– C ≡ C – CH3

2 butuna

Kita coba mencari isomer dari C5H8 ada sebanyak : 1. CH ≡ C – CH2 – CH2 – CH3

1 pentuna

2. CH3– C ≡ C – CH2 – CH3

2 pentuna

3. CH ≡ C – CH2 – CH3

3 metil 1 butuna

CH3

11.3.2 Asetilena Asetilena nama lain dari etuna. Asetilena adalah alkuna yang ter­penting karena Asetilena merupakan gas yang jika dibakar menghasilkan suhu tinggi. Itulah sebabnya api yang timbul sering dipakai pada proses pengelasan logam-logam. Gas Asetilena diperoleh dari reaksi Kalsium karbida (Karbid) dengan air. CaC2 + 2H2O → C2H2 + Ca(OH)2 Karbid

Air

Asetilena

Air kapur

11.4 Alkadiena Rumus Umum : Cn H2n=2 Alkadiena adalah suatu senyawa hidro karbon yang mempunyai 2 buah ikatan rangkap dua. Alkadiena mempunyai rumus umum yang sama dengan alkuna, oleh karena itu alkuna dan alkadiena adalah isomer. Contoh:

152

1. CH2 = C = CH – CH3

1,2 butadiena

2. CH2 = CH = CH – CH3

2 butadiena

Kimia

S O N Y

S U G E M A

C O L L E G E

Latihan Soal-soal 1. Alkana yang tidak mengandung lima atom karbon adalah.... a. n-pentana b. 2-metil+butana c. isopentana d. 2-metilpentana e. 2,2-dimetilpropana 2. Senyawa manakah di bawah ini yang mempunyai titik didih paling tinggi?

3. Nama yang tepat untuk senyawa :

adalah.... a. 2,5-dietil-3-metilheksana b. 2-etil-4,5-dimetilheptana c. 6-etil-3,4- dimetilheptana d. 3,4,6-trimetiloktana e. 3,5,6-trimetiloktana 4. Pada senyawa 2,3-dimetilpentana terdapat.... a. 2 atom C primer, 1 atom C sekunder, dan 4 atom C tersier b. 3 atom C primer, 1 atom C sekunder, dan 3 atom C tersier c. 3 atom C primer, 2 atom C sekunder, dan 2 atom C tersier d. 4 atom C primer, 1 atom C sekunder, dan 2 atom C tersier e. 4 atom C primer, 2 atom C sekunder, dan 1 atom C tersier

Kimia

153

S O N Y

S U G E M A

C O L L E G E

5. Pada senyawa 2,2-dimetilpropana terdapat ikatan C – H sebanyak .... a. 8 c. 10 e. 12 b. 9 d. 11 6. 15 gram suatu alkana pada pembakaran sempurna meng­ hasilkan 44 grsm CO2 dan 27 gram air (C = 12, H = 1, dan O = 16). Alkana tersebut adalah .... a. etana c. butana e. heksana b. propana d. pentana 7. Nama senyawa:

adalah.... a. 3,5-diisopropilheptana b. 3,5-dietil-2,6-dimetilheptana c. 3,5-dietil-2,6,6-trimetilheksana d. 3-etil-2-metil-5-isopropilheptana e. 5-etil-6-metil-3-isopropilheptana 8. Jumlah isomer dari senyawa C5H10 adalah.... a. 2 c. 4 e. 6 b. 3 d. 5 9. Nama yang benar untuk senyawa dengan rumus bangun berikut :

adalah.... a. 4-metil-2etil-5-propilheksana b. 3-propil-4,6-dimetiloktana c. 3,5-dimetil-5-propiloktana d. 3-etil-2,4,6-trimetiloktana e. 3-isopropil-4,6-dimetiloktana 10. Nama yang tidak sesuai dengan tata nama IUPAC adalah.... a. 3-etil-2-metilheksana b. 2-etiloktana c. 3,4-dimetilheptana

154

Kimia

S O N Y

S U G E M A

C O L L E G E

d. 2-metilpentana e. 1-metilbutana 11. Yang bukan merupakan sifat alkana yaitu.... a. banyak terdapat di dalam minyak bumi b. larut dalam air dengan baik c. seluruh ikatannya jenuh d. atom Hnya dapat disubstitusi oleh halogen e. dapat dibuat dari senyawa grignard 12. Nama senyawa:

13.

14.

15.

16.

17.

adalah.... a. 2-etil-2-butena b. 3-etil-2-butena c. 3-metil-2-pentana d. 3-metil-3-pentana e. 2-venilbutan Hasil adisi HCl terhadap 2-etil-1-butena adalah.... a. 3-kloro-3-metilpentana b. 2-kloro-2-metilpentana c. 3-kloro-3-etilbutana d. 2-kloro-3-etilbutana e. 1-kloro-2-etilbutana Alkana yang tidak dihasilkan dari adisi alkena adalah.... a. metana d. butana b. etana e. pentana c. propana Plastik PVC merupakan hasil polimerisasi dari.... a. CH2 = CH2 d. CH2 = CHCl b. CHCl = CHCl e. CHCl = CCl2 c. CH2 = CCl2 Pada STP, 28 dm3 suatu alkena yang berwujud gas mempunyai massa 70 gram (C = 12 dan H = 1). Alkena tersebut adalah... a. etana d. pentena b. propena e. heksena c. butena Senyawa berikut yang merupakan hidrokarbon tidak jenuh adalah.... a. C3H8 d. C3H6 b. C2H6 e. C5H12 c. C4H10

Kimia

155

S O N Y

S U G E M A

C O L L E G E

18. Gas asetilena termasuk deret.... a. alkena d. alkdiena b. alkuna e. hidro karbon jenuh c. alkana 19. Karet alam merupakan polimer dari.... a. etena d. butadiena b. venilklorida e. isoprena c. propena 20. Untuk memperoleh 56 liter gas asetilena pada STP, massa kalsium karbida CaC2 yang harus direaksikan (Ca = 40 dan C = 12) adalah... gram. a. 80 d. 192 b. 128 e. 240 c. 160

12

MINYAK BUMI

Minyak bumi terbentuk dari proses pelapukan dari tumbuh-tumbuhan mikroskopis dan makroorganisme selama berjuta-juta tahun. Minyak bumi tersusun dari bermacam-macam hidro karbon, ada yang berantai lurus, bercabang, bersifat jenuh, dan tidak jenuh. Namun demikian, penyusun utama dari minyak bumi adalah senyawa alkana.

Gambar : Minyak tanah (minyak bumi yang belum diolah dan gas alam terjebak di antara lapisan batuan.

156

Kimia

S O N Y

S U G E M A

C O L L E G E

12.1 Pengolahan Minyak Bumi Minyak bumi dipisahkan menjadi fraksi-fraksi melalui proses destilasi karena masing-masing fraksi mempunyai titik didih yang berbeda. Tabel fraksi-fraksi hasil penyulingan minyak bumi



Gambar: Proses destilasi minyak tanah

Kimia

157

S O N Y

S U G E M A

C O L L E G E

Petroleum, eter, bensin, kerosin, dan solar termasuk kelompok destilat (cairan hasil destilasi) sedangkan minyak pelumas, vaselin, dan aspal, termasuk kelompok residu (padatan sisa destilasi). 11.2 Bensin Bensin merupakan salah satu hasil penyulingan bertingkat dari minyak bumi. Bensin adalah campuran isomer-isomer heptana (C7H16) dan oktana (C8H18). Mutu bensin ditentukan oleh bilangan oktananya yaitu prosentase isooktana dalam bensin itu. Bensin dengan bilangan oktan rendah mempunyai mutu yang kurang baik, karena pada pembakarannya terjadi ketukan (knocking) pada mesin. Untuk meningkatkan bilangan oktan ke dalam bensin ditambahkan tetra etil timbal atau disebut juga tetra ethyl lead (= TEL) suatu zat yang mampu mempercepat pembakaran bensin agar efesiensinya maksimum. Akan tetapi, pemakaian TEL ini memberikan dampak negatif yaitu pencemaran udara oleh logam Pb yang bila terhisap terus menerus oleh manusia dapat mengganggu sistem syaraf. Dewasa ini sebagai pengganti TEL digunakan MTBE (metil tersier butil eter). Bensin berat adalah nafta, yaitu fraksi minyak bumi yang diperoleh sebagai destilat. Pada suhu 1400C – 1800C, banyak digunakan sebagai bahan baku pada proses pembuatan etilena dan senyawasenyawa aromatik. Penggunaan bensin sebagai bahan bakar motor harus dibatasi karena dapat merusak lingkungan, yaitu pada pembakarannya akan menghasilkan gas buangan seperti : 1. Gas CO2 : membuat suhu bumi semakin panas (efek rumah kaca) 2. Gas CO : sangat mudah diikat oleh haemoglobin darah dari pada gas oksigen sehingga dapat menyebabkan kematian karena ke­ kurangan gas O2. 3. Gas Oksida belerang : dapat menyebabkan hujan asam. 4. Gas Oksida nitrogen : dapat menimbulkan asbut.

158

Kimia

S O N Y

S U G E M A

C O L L E G E

Soal-soal Latihan 1. Senyawa berikut merupakan penyusun minyak bumi kecuali.... a. normal heptana b. iso oktana c. metil siklo pentana d. benzena e. propena 2. Fraksi minyak bumi yang dihasilkan pada suhu antara 1400 – 1800 C adalah.... a. bensin premium b. bensin super c. bensin ringan d. avtur e. soalr 3. Fraksi minyak bumi yang digunakan sebagai bahan bakar dengan bilangan oktan tinggi adalah.... a. kerosin b. residu c. bensin d. solar e. nafta 4. Hasil pengolahan minyak bumi yang digunakan dalam pengeras­ an jalan adalah.... a. nafta b. kerosin c. bensin d. aspal e. lilin 5. Zat yang digunakan untuk menaikkan mutu bensin, maka bensin harus ditambahkan.... a. n-heptana b. isooktana c. pentana d. tetra ethyl lead e. butana 6. Pemisahan fraksi-fraksi minyak bumi dilakukan berdasarkan perbedaan.... a. titik didih b. ikatan kimia c. massa molekul

Kimia

159

S O N Y

7.

8.

9.

10.

11.

12.

160

Kimia

S U G E M A

C O L L E G E

d. reaksi adisi e. berat jenis Yang tidak termasuk minyak bumi adalah.... a. minyak tanah b. solar c. bensin d. nafta e. minyak atsiri Hasil sulingan (destilat) minyak bumi yang memiliki titik didih paling tinggi adalah.... a. bensin b. solar c. residu d. kerosin e. nafta Bensin premium mempunyai nilai oktan.... a. 60 – 75 b. 70 – 80 c. 80 – 85 d. 85 – 98 e. 98 – 100 Manakah fraksi minyak bumi di bawah ini yang tersusun menurut kenaikan titik didih? a. solar, kerosin, bensin b. bensin, solar, kerosin c. kerosin, bensin, solar d. bensin, kerosin, solar e. solar, bensin, kerosin Manakah di bawah ini yang bukan komponen bensin? a. 2,3-dimetilheksana b. 2-metilheksana c. 2-metilheptana d. 2,3-dimetilbutana e. 2,2,4-trimetilpentana Mesin kendaraan bermotor jangan dihidupkan dalam ruangan tertutup, karena salah satu gas hasil pembakaran bensin bersifat racun yaitu.... a. NO2 b. CO c. NO

S O N Y

13.

14.

15.

16.

17.

S U G E M A

C O L L E G E

d. H2O e. CO2 Logam pencemar udara yang dihasilkan dari pembakaran bensin adalah.... a. Sn b. Ni c. Pb d. Fe e. Hg Kadar CO di udara yang masih aman (belum membahayakan) jika dihisap adalah.... a. di bawah 100 ppm b. 100 – 200 ppm c. 200 – 250 ppm d. 250 – 500 ppm e. 500 – 1000 ppm PVC merupakan plastik hasil polimer dari.... a. etilklorida b. propilklorida c. vinilklorida d. butilklorida e. alilklorida Penggabungan suatu molekul yang sejenis membentuk molekul yang rantai karbonnya sangat panjang disebut dengan reaksi.... a. polimerisasi b. substitusi c. sublimasi d. adisi e. dehidrasi Pembakaran sempurna 7,2 gram suatu senyawa hidrokarbon menghasilkan 32,8 gram karbon dioksida dan air. Rumus molekul senyawa tersebut yaitu.... a. C2H4 b. C3H8 c. C3H6 d. C3H4 e. C2H6

Kimia

161

S O N Y

S U G E M A

C O L L E G E

18. Pemisahan fraksi-fraksi penyusun minyak bumi dilakukan dengan cara.... a. filtrasi b. kristalisasi c. destilasi d. flotasi e. kromatografi 19. Unsur-unsur berikut terdapat di dalam minyak bumi kecuali.... a. C b. O c. S d. Mg e. N 20. Fraksi minyak bumi yang diperoleh pada suhu antara 400 – 1500C adalah.... a. gas alam b. bensin c. minyak tanah d. parafin e. aspal

162

Kimia