Kimia Dasar I Hidrokarbon Makalah

KATA PENGANTAR Puji syukur kami ucapkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena dengan rahmat dan karunia-Nya kami masih diberi kesempatan untuk menyelesaikan makalah ini. Tidak lupa kami ucapkan kepada dosen pembimbing dan teman-teman yang telah memberikan dukungan dalam menyelesaikan makalah ini Dalam makalah ini, akan membahas beberapa hal tentang senyawa hidrokarbon serta pada bab terakhir juga akan membahas tentang minyak bumi. Dengan membaca makalah ini semoga teman-teman dapat lebih memahami senyawa hidrokarbon beserta klasifikasinya dan minyak bumi. Penulis menyadari bahwa dalam penulisan makalah ini masih banyak kekurangan, oleh sebab itu penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang membangun. Pada kesempatan ini pula, kami sampaikan terima kasih kepada semua pihak, khususnya teman-teman memberikan saran-sarannya yang sangat berharga. Sekian dan terima kasih. Makassar,

November 2013

Penulis

i

Kimia Dasar I Universitas Hasanuddin

PETA KONSEP

HIDROKARBON

disusun olehmerupakan komponen Karbon dan berdasarkan Hidrogen

Minyak Bumi Rantai atom

Jenis ikatan

membahas digolongkan kedalam

1. Pembentukan minyak bumi 2. Komposisi minyak bumi

Alifatik

Alisiklik

3. Pengolahan minyak bumi

Aromatik

dibedakan atas

Hidrokarbon jenuh

Hidrokarbon Tak jenuh

meliputi meliputi antara lain Alkana

1

Alkena

Alkuna

Hidrokarbon

Kimia Dasar I Universitas Hasanuddin

BAB I PENDAHULUAN Dalam bab ini, akan menyinggung sedikit tentang hidrokarbon. Hidrokarbon merupakan senyawa yang terdiri dari atom karbon dan hidrogen saja. Dalam kehidupan sehari-hari banyak kita temui senyawa hidrokarbon, misalnya minyak tanah, bensin, gas alam, plastik dan lain-lain. Sampai saat ini telah dikenal lebih dari 2 juta senyawa hidrokarbon. Untuk mempermudah mempelajari senyawa hidrokarbon berdasarkan susunan atom-atom karbon dalam molekulnya. Hidrokarbon juga merupakan komponen utama penyusun minyak bumi. Pada bagian pertama dari makalah ini, akan dibahas tentang pengertian hidrokarbon, kemudian pergolongan hidrokarbon berdasarkan strukturnya dan jenis ikatan koevalen antar atom karbon. Dalam makalah ini juga akan dibahas mengenai minyak bumi, kemudian titik pendidihan dalam tekanan atmosfer fraksi distilasi dalam derajat Celsius, serta kegunaan minyak bumi. Sumberenergi yang banyak digunakan untuk memasak, kendaraan bermotor dan industry berasal dari minyak bumi, gas alam, dan batubara. Ketiga jenis bahan bakar tersebut berasal daripelapukan sisa-sisa organism sehingga disebut bahan bakar fosil. Minyak bumi dan gas alam berasal dari jasa drenik, tumbuhan dan hewan yang mati. Sisa-sisa organisme itu mengendap di dasar bumi kemudian ditutupi lumpur. Lumpur tersebut lambat laun berubah menjadi batuan karena pengaruh tekanan lapisan di atasnya. Sementara itu dengan meningkatnya tekanan dan suhu, bakteri anaerob menguraikan sisa-sisa jasa drenik itu menjadi minyak

2

Hidrokarbon

Kimia Dasar I Universitas Hasanuddin

dan gas. Selain bahan bakar, minyak dan gas bumi merupakan bahan industri yang penting. Bahan-bahan atau produk yang dibuat dari minyak dan gas bumi ini disebut petrokimia. Dewasa ini puluhan ribu jenis bahan petrokimia tersebut dapat digolongkan kedalam plastik, seratsintetik, karetsintetik, pestisida, detergen, pelarut, pupuk, dan berbagai jenis obat.

3

Hidrokarbon

Kimia Dasar I Universitas Hasanuddin

BAB II PEMBAHASAN I.

HIDROKARBON Senyawa hidrokarbon merupakan senyawa karbon yang paling sederhana

yang terdiri dari atom karbon (C) dan hidrogen (H). Sampai saat ini, terdapat lebih kurang 2 juta senyawa hidrokarbon. Sifat senyawa-senyawa hidrokarbon ditentukan oleh struktur dan jenis ikatan kovalen antar atom. Oleh karena itu, untuk memudahkan mempelajari senyawa hidrokarbon yang begitu banyak, para ahli melakukan pergolongan hidrokarbon. Senyawa hidrokarbon adalah senyawa yang terdiri atas hidrogen dan karbon. Pembakaran sempurna senyawa hidrokarbon akan menghasilkan uap air (H2O) dan karbon dioksida (CO2) dan pembakaran tidak sempurna senyawa hidrokarbon akan menghasilkan uap air (H2O), karbon dioksida (CO2), dan karbon monoksida (CO). Sumber utama senyawa karbon adalah minyak bumi dan batu bara. Adanya uap air dapat dideteksi dengan menggunakan kertas kobalt biru yang akan menjadi berwarna merah muda dengan adanya air. Sedangkan adanya gas karbon dioksida dapat dideteksi dengan menggunakan air barit (Ca(OH)2 atau Ba(OH)2) melalui reaksi: CO2 (g) + Ca(OH)2 (aq)

4

CaCO3 (s) + H2O (l)

Hidrokarbon

Kimia Dasar I Universitas Hasanuddin

Senyawa karbon yang pertama kali disintesis adalah urea (dikenal sebagai senyawa organik) oleh Friederick Wohler dengan memanaskan amonium sianat menjadi urea di laboratorium. Karbon organic

Karbon anorganik

Di dalam strukturnya terdapat rantai

Di dalam strukturnya tidak terdapat

atom karbon.

rantai atom karbon

Struktur molekulnya dari yang sederhana sampai yang besar dan

Struktur molekulnya sederhana

kompleks Mempunyai isomer

Tidak mempunyai isomer

Mempunyai ikatan kovalen

Mempunyai ikatan ion

Titik didih/leleh rendah

Titik didih/leleh tinggi

Umumnya tidak mudah larut dalam air

Mudah larut dalam air

Kurang stabil terhadap pemanasan

Lebih stabil terhadap pemanasan

Reaksi umumnya berlangsung lambat

Reaksi berlangsung lebih cepat

A. KEKHASAN ATOM KARBON Atom karbon memiliki empat elektron valensi dengan rumus Lewis yang ditunjukkan di samping. Keempat elektron valensi tersebut dapat membentuk empat ikatan kovalen melalui penggunaan bersama pasangan elektron dengan

5

Hidrokarbon

Kimia Dasar I Universitas Hasanuddin

atom-atom lain. Atom karbon dapat berikatan kovalen tunggal dengan empat atom hidrogen membentuk molekul metana (CH4). Selain dapat berikatan dengan atom-atom lain, atom karbon dapat juga berikatan kovalen dengan atom karbon lain, baik ikatan kovalen tunggal maupun rangkap dua dan tiga, seperti pada etana, etena dan etuna (lihat pelajaran Tata Nama Senyawa Organik). Kecenderungan atom karbon dapat berikatan dengan atom karbon lain memungkinkan

terbentuknya

senyawa

karbon

dengan

berbagai struktur

(membentuk rantai panjang atau siklik). Hal inilah yang menjadi ciri khas atom karbon. Jika satu atom hidrogen pada metana (CH4) diganti oleh gugus –CH3 maka akan terbentuk etana (CH3–CH3). Jika atom hidrogen pada etana diganti oleh gugus –CH3 maka akan terbentuk propana (CH3–CH2–CH3) dan seterusnya hingga terbentuk senyawa karbon berantai atau siklik.

B.

PENGGOLONGAN SENYAWA HIDROKARBON

Berdasarkan jumlah atom karbon yang diikat oleh atom karbon lainnya a.

Atom C primer, adalah atom C yang diikat oleh 1 atom C yang lain.

b.

Atom C sekunder, adalah atom C yang diikat oleh 2 atom C yang lain.

c.

Atom C tersier, adalah atom C yang diikat oleh 3 atom C yang lain.

6

Hidrokarbon

Kimia Dasar I Universitas Hasanuddin

d.

Atom C kuartener, adalah atom C yang diikat oleh 4 atom C yang lain.

keterangan: nomor (1) : atom C primer nomor (2) : atom C sekunder nomor (3) : atom C tersier nomor (4) : atom C kuartener Berdasarkan kerangkanya a. Senyawa hidrokarbon rantai terbuka (alifatik), adalah senyawa hidrokarbon yang memiliki rantai karbon terbuka, baik lurus, bercabang, berikatan tunggal atau berikatan rangkap 2 atau rangkap 3. b. Senyawa hidrokarbon rantai tertutup (asiklik), adalah senyawa hidrokarbon yang memiliki rantai tertutup. Dibagi menjadi dua golongan, yaitu: -

Senyawa hidrokarbon asiklik, yaitu senyawa hidrokarbon dengan rantai

tertutup yang mengandung ikatan jenuh atau tidak jenuh. atau dapat ditulis. -

Senyawaa hidrokarbon aromatik, yaitu senyawa hidrokarbon dengan rantai

tertutup yang membentuk cincin benzena atau terdapat ikatan rangkap dan tunggal yang bergantian. atau dapat ditulis.

7

Hidrokarbon

Kimia Dasar I Universitas Hasanuddin

3.

Berdasarkan kejenuhan ikatannya Hidrokarbon jenuh, adalah senyawa hidrokarbon yang atom C nya

mempunyai ikatan tunggal/tidak mempunyai ikatan rangkap. Contoh golongan alkana. 1. Alkana Alkana merupakan hidrokarbon alifatik jenuh yaitu hidrokarbon dengan rantai terbuka dan semua ikatan karbon-karbonnya merupakan ikatan tunggal. Alkana yang paling sederhana adalah metana , dangan rumus molekulnya CH4. Table senyawa Alkana : Nama senyawa

Rumus

Rumus struktur

Titik

Molekul

Didih(⁰C)

Metana

CH4

CH4

-161

Etana

C2H6

CH3-CH3

-89

Propana

C3H8

CH3-CH2-CH3

-44

Butana

C4H10

CH3-CH2-CH2-CH3

-0,5

Pentana

C5H12

CH3-CH2-CH2-CH2-CH3

36

Heksana

C6H14

CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3

68

Heptana

C7H16

CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3

98

Oktana

C8H18

CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-

125

CH3 Nonana

8

C9H20

CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-

Hidrokarbon

151

Kimia Dasar I Universitas Hasanuddin

CH2-CH3 Dekana

C10H22

CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-

174

CH2-CH2-CH3

a. Rumus umum Alkana Dari table diatas dilihat pada perbandingan jumlah atom C dan H dalam alkana adalah n : (2n+2). Jadi, rumus umum alkana adalah CnH2n+2 ; n = jumlah atom C

b. Sifat fisika Alkana  Untuk alkana yang tidak bercabang, pada suhu kamar ( 25⁰C) alkana dengan jumlah

atom C1-C4 berwujud gas C5-C18 Ke atas

berwujud padat  Makin tinggi massa molekul, makin tinggi titik didihnya dan titik leburnya  Alkana dengan massa molekul sama, makin panjang rantaikarbon makin tinggi titik didihnya  Alkana tidak larut dalam pelarut polar (air), tetapi dapat larut dalam pelarut nonpolar. c. Deret Homolog Suatu kelompok senyawa karbon dengan rumus umum yang sama dan sifat yang berkemiripan disebut satu homolog

9

(deret sepancaran).

Hidrokarbon

Kimia Dasar I Universitas Hasanuddin

Alkana merupakan suatu homolog karena setiap anggota alkana yang satu dengan anggota berikutnya bertambah sebanyak CH2. d. Tata nama Alkana Senyawa karbon, khususnya hidrokarbon, jumlah dan jenisnya sangat banyak sehingga penamaanya dilakukan secara sistematis. Penamaan senyawa karbon didasarkan pada aturan yang dibuat IUPAC. e. Sumber dan kegunaan Alkana adalah komponen utama dati gas alam dan monyak bumi. Kegunaan alkana sebagai: -

Bahan bakar dan pelumas

-

Pelarut

-

Sumber hidrogen

-

Bahan baku untuk senyawa organic lain

-

Bahan baku industri

2. Alkena Alkena adalah hidrokarbon alifatik tak jenuh dengan satu ikatan rangkap

(-C=C-). Alkena yang paling sederhana adalah etena, dengan

rumus molekul C2H4. Table senyawa alkena : Nama

Rumus struktur

senyawa Metena

10

Rumus Molekul

CH2

CH2

Hidrokarbon

Kimia Dasar I Universitas Hasanuddin

Etena

CH2=CH2

C2H4

Propena

CH2=CH-CH2

C3H6

Butena

CH2=CH-CH2-CH3

C4H8

Pentena

CH2=CH-CH2-CH2-CH3

C5H10

Heksena

CH2=CH-CH2-CH2-CH2-CH3

C6H12

Heptena

CH2=CH-CH2-CH2- CH2-CH2-CH3

C7H14

Oktena

CH2=CH-CH2-CH2- CH2- CH2-CH2-CH3 C8H16

Nonena

CH2=CH-CH2-CH2- CH2- CH2- CH2- C9H18 CH2-CH3

Dekena

CH2=CH-CH2-CH2- CH2- CH2- CH2- C10H20 CH2-CH2-CH3

a. Rumus umum Alkena Dari contoh alkena pada table diatas dapat ditarik rumus umum alkena yaitu CnH2n . Ini artinya jumlah atom H dalam alkena adalah dua kali atom C, atau perbandingan atom C dengan jumlah atom H adalah 1 : 2. Dari table diatas juga terlihat bahwa setiap suku alkena dengan suku berikutnya memiliki selisih CH2, sehingga alkena juga merupakan deret homolog. Jadi, rumus umum alkana adalahCnH2n. n ; jumlah atom C

11

Hidrokarbon

Kimia Dasar I Universitas Hasanuddin

b. Deret Homolog Dari table diatas juga terlihat bahwa setiap suku alkena dengan suku berikutnya memiliki selisih CH2, sehingga alkena juga merupakan deret homolog. c. Tata nama Alkena Nama alkena diturunkan dari nama alkana, yaitu sesuai dengan jumlah atom C yang dimiliki, dengan mengganti akhiran ”ana” dengan kata “ena”. d. Sumber dan kegunaan Alkena dibuat dari alkana melalui proses pemasanan atau dengan bantuan katalisator (cracking). Alkana suku rendah digunakan sebagai bahan baku industri plastik, karet sintetik, dan alcohol. 3. Alkuna Alkuna adalah hidrokarbon alifatik tidak jenuh dengan satu ikatan karbon-karbon rangkap tiga ( Senyawa yang mempunyai 2 ikatan rangkap tiga disebut alkadiuna, yang mempuntai 1 ikatan rangkap dua dan 1 ikatan rangkap tiga disebut alkenuna. Alkuna yang paling sederhana adalah etena dengan rumus molekul C2H2 Tabel senyawa Alkuna: Nama

Rumus struktur

senyawa

12

Rumus Molekul

Metuna

CH

Etuna

CH

CH CH

C2H2

Hidrokarbon

Kimia Dasar I Universitas Hasanuddin

Propuna

CH

C─CH3

C3H4

Butuna

CH

C─CH2─CH3

C4H6

Pentuna

CH

C─CH2─CH2─CH3

C5H8

Heksuna

CH

C─CH2─CH2─CH2─CH3

C6H10

Heptuna

CH

C─CH2─CH2─CH2─CH2─CH3

C7H12

Oktuna

CH

C─CH2─CH2─CH2─CH2─CH2─CH3

C8H14

Nonuna

CH

C─CH2─CH2─CH2─CH2─CH2─CH2─CH3

C9H16

Dekuna

CH

C─CH2─CH2─CH2─CH2─CH2─CH2─CH2─CH3 C10H18

a. Rumus umum Alkuna Rumus umum alkuna yaitu : CNH2N-2; n = jumlah atom C. b. Tata nama Alkuna Nama alkuna diturunkan dari nama alkana yang sesuai dengan mengganti akhiran ana menjadi una . Tata nama alkuna bercabang seperti penamaan alkena. c. Sumber dan kegunaan Alkuna yang mempunyai nilai ekonomis penting hanyalah etuna (asetilena), C2H2 . Gas asetilena dugunakan untuk mengelas besi dan baja. d. Sifat-sifat Alkena dan Alkuna  Semakin panjang rantai karbonya, semakin tinggi titik didih dan titik lelehnya.

13

Hidrokarbon

Kimia Dasar I Universitas Hasanuddin

 Akena dan alkuna merupakan hidrokarbon tak jenuh, sehingga mudah mengalami reaksi adisi (penambahan).  Alkena dan alkuna dapat mengalami reaksi polimerisasi, yaitu penggabungan

monomer-monomer

(molekul

kecil)

menjadi

polimer (makromolekul). Polimerisasi alkena terjadi berdasarkan reaksi adisi.

II.

MINYAK BUMI Minyak bumi adalah cairan kental, coklat gelap, atau kehijauanyang

mudah terbakar, yang berada dilapisan atas daribeberapa area di kerak bumi. Minyak bumi terdiri dari campuran kompleks dari berbagai hidrokarbon, sebagian besar seri alkana, tetapi bervariasi dalam penampilan, komposisi, dan kemurniannya. 1. Pembentukan Minyak Bumi Proses terbentuknya minyak bumi dijelaskan berdasarkan dua teori, yaitu: a. Teori anorganik Teori anorganik dikemukakan oleh Berthelok (1866) yang menyatakan bahwa minyak bumiberasal dan reaksi kalsium karbida, CaC2 (dan reaksi antara batuan karbonat dan logam alkali) da air menghasilkan asetilen yang dapat berubah menjadi minyak bumi pada temperature dan tekanan tinggi. CaCO3 + Alikali

14

CaC2 HO

HC = CH

Minyak bumi

Hidrokarbon

Kimia Dasar I Universitas Hasanuddin

b. Teori organic Teori organic dikemukakan oleh Engker (1911) yang menyatakan bahwa minyak bumi terbentuk dari proses pelapukan dan penguraian secara anaerob jasad renik (mikroorganisme) dari tumbuhan laut dalam batuan berpori. 2. Komposisi Minyak Bumi Komposisi minyak bumi dikelompokkan kedalam empat kelompok, yaitu: 1) Hidrokarbon jenuh (alkana)  Dikenal dengan alkana atau paraffin.  Keberadaan rantai lurus sebagai komponen utama (terbanyak), sedangkan rantai bercabang lebih sedikit.  Senyawa penyusun diantaranya : Metana, Etana, Propana, Butana, n-heptana, iso oktana. 2) Hidrokarbon tak jenuh (alkena)  Dikenal dengan alkena  Keberadaannya hanya sedikit  Senyawa penyusunnya : etana, propena, butena. 3) Hidrokarbon jenuh berantai siklik (sikloalkana)  Dikenal dengan sikloalkana atau naftena  Keberadaannya lebih sedikit dibanding alkana

15

Hidrokarbon

Kimia Dasar I Universitas Hasanuddin

 Senyawa penyusunnya : 1. Siklopropana 3. Siklopentana CH2 ─ CH2

CH2

CH2 CH2

CH2

CH2

CH2

2.Silkobutuna

4. Sikloheksana

CH2 ─ CH2 CH2

CH2 ─ CH2 CH2

CH2 ─ CH2

CH2 ─ CH2

4) Hidrokarbon aromatic  Dikenal sebagai seri aromatic  Keberadaannya sebagai komponen yang kecil/sedikit  Senyawa penyusunannya : 1. Haltalena CH

3. Benzena

CH

CH

CH

C

CH

CH

CH

CH

C

CH

CH

CH

CH

CH

CH

2. Antrasena CH

CH CH

CH

CH

C

C

CH

CH

C – CH3

CH

C

C

CH

CH

CH

CH

16

4. Toluena

CH

CH

CH

Hidrokarbon

Kimia Dasar I Universitas Hasanuddin

3. Pengolahan Minyak Bumi Dari penambangan hasil minyak bumi diperoleh minyak mentah (crude oil) yang belum dapat dimanfaatkan. Minyak mentah diolah pada kilang minyak melalui dua tahap sebagai berikut. 1) Tahap pertama Komponen-komponen minyak bumi

dipisahkan dengan cara

distilasi bertingkat (distilasi berfraksi). Distilasi bertingkat adalah penyulingan serta pengembunan kembali berbagai macam

cairan

adalah penyulingan titik didih berbeda-beda. Makin besar molekul hidrokarbon, makin tinggi titik dididhnya dan makin kecil molekul hidrokarbon,

makin rendah titik didihnya.

Proses pemisahan

berlangsung dalam stu kilom ditilassi bertingkat ( kolom berfraksi) yang mempunyai plate (piringan-piringan) sebagai batas keseimbangan uap cair dengan jumlah tertentu untuk setiap fraksi. Sebelum dimasukan ke dalam tungku pemanas. Minyak mentah dipanaskan dahulu dalam dapur ( purnace ) pada temperature 320 - 370⁰C. 2) Tahap kedua Pada tahapan ini merupakan proses lanjutan hasil penyulingan bertingkat dengan proses sebagai berikut : -

Perengkahan (craking)

-

Ekstrasi

-

Kristalisasi -

17

Pembersihan dari kontaminasi

Hidrokarbon

Kimia Dasar I Universitas Hasanuddin

BAB III PENUTUP Kesimpulan Hidrokarbon adalah senyawa organik paling sederhana, terdiri dari karbon dan hidrogen saja. Karbon membentuk suatu golongan besar senyawa yang disebut senyawa organic. Karbon dapat membentuk rantai atom karbon dengan berbagai jenis ikatan (tunggal, rangkap, atau rangkap tiga). Petrokimiaadalahbahanhasilindustri

yang

berbasisminyakdan

bumi.Beberapacontohpetrokimiaadalahplastik, dankaretbuatan.Bahandasarpetrokimiadapatberupa

gas

deterge, olefin,

sy-gas

danaromatika. * Hidrokarbon : Senyawakarbon yang terdiridari atom hidrogendan atom karbon. * Karbohidrat : Merupakansenyawakarbon, hidrogendanoksigen yang terdapatdalamalam yang mempunyairumusempiris CH2O. *

Industripetrokimia

:

Industripetrokimiaadalahindustri

yang

bahanindustrinyaberasaldaribahanbakar, minyak da gas bumi (gas alam). * Olefin : Bahandasarpetrokimia yang paling utamasepertietilena (etena), propilena (propena), butilena (butena), danbutadiena. * Aromatika : Benzenadanturunanyacontohbenzena (C6H6), toluena (C6H5CH3) , danxilena (C6H4(CH3¬)2) * Gas sintetis : Campurandarikarbonmonoksida (CO) danhidrogen (H2)

18

Hidrokarbon

Kimia Dasar I Universitas Hasanuddin

Dengan membaca makalah ini semoga teman-teman dapat menambah ilmunya dengan materi hidrokarbon dan minyak bumi ini. Demikian makalah ini. DAFTAR PUSAKA

 PENUNTUN KIMIA DASAR I Universitas Hasanuddin.  www.wikipedia.com  www.kumpulaninfo.com  http://blogmerko.blogspot.com/2013/05/makalah-kimia-senyawahidrokarbon.html  https://www.google.com/search?client=opera&q=hidro+karbon+ppt& sourceid=opera&ie=utf-8&oe=utf-8#q=makalah+hidrokarbon

19

Hidrokarbon