Alkana

Suatu senyawa yang hanya tersusun atas karbon dan hidrogen saja disebut senyawa hidrokarbon. Senyawa hidrokarbon yang paling sederhana adalah metana (CH₄). Senyawa hidrokarbon selanjutnya dapat dipandang sebagai turunan metana jika satu atom H atau lebih milik metana diganti dengan
atom-atom karbon yang lain. Jika hidrokarbon tersebut hanya terdiri atas ikatan tunggal saja di sebut alkuna atau paraffin yang sukar bereaksi. Rumus umum alkana adalah:

Penggantian atom H oleh atom C yang lain, akan menghasilkan suatu deret homolog (sepancaran), yaitu suatu seri susunan hidrokarbon yang setiap anggota berbeda sebanyak –CH₂– dari anggota berbeda sebanyak –CH₂–dari anggota berikutnya. Sifat-sifatnya berubah secara bertahap dan teratursesuai dengan bertambahnya panjang rantai karbon.

1.      Deret Homolog

Deretan rumus molekul alkana menunjukan bahwa pada setiap anggota yang satu ke anggota berikutnya bertambah sebanyak CH₂. Deret senyawa karbon yang demikian ini disebut deret homolog. Deretan homolog pada alkana mempunyai sifat-sifat sebagai berikut.

·         Mempunyai rumus umum, untuk deret homolog akana adalah C_nH_2n+2.

·         Antara satu anggota ke anggota berikutnya mempunyai perbedaan CH₂.

·         Selisih massa rumus antara satu anggota ke anggota berikutnya adalah 14.

·         Semakin panjang rantai atom karbonnya, semakin tinggi titik didihnya.

Tabel 1. Deret Homolog Alkana

n	Rumus Molekul	Nama
1	CH4	Metana
2	C2H6	Etana
3	C3H8	Propana
4	C4H10	Butana
5	C5H12	Pentana
6	C6H14	Heksana
7	C7H16	Heptana
8	C8H18	Oktana
9	C9H20	Nonana
10	C10H22	Dekana
11	C11H24	Undekana
12	C12H26	Dodekana
13	C13H28	Tridekana
14	C14H30	Tetradekana
15	C15H32	Pentadekana
16	C16H34	Heksadekana

2.      Gugus Alkil

Jika suatu alkana kehilangan satu atom H maka tinggallah suatu gugus yang disebut gugus alkil (biasa ditulis –R). Penamaan gugus alkil sesuai dengan nama alkananya, tetapi akhiran  ana diganti dengan akhiran –il. Contoh nama gugus alkil ditunjukan dalam table berikut ini.

Tabel 2. Nama-nama Gugus Alkil

Alkana		Alkil
Rumus	Nama	Rumus	Nama
CH4	Metana	CH3–	Metil
C2H6	Etana	C2H5–	Etil
C3H8	Propana	C3H7–	Propil
C4H10	Butana	C4H9–	Butil
C5H12	Pentana	C5H11–	Pentil
C6H14	Heksana	C6H13–	Heksil
C7H16	Heptana	C7H15–	Heptil
C8H18	Oktana	C8H17–	Oktil
C9H20	Nonana	C9H19–	Nonil
C10H22	Dekana	C10H21–	Dekil

3.      Tata Nama Alkana

Senyawa karbon merupakan senyawa yang jenis dan jumlahnya sangat banyak. Oleh karena itu, diperlukan cara penamaan senyawa karbon yang sistematis. Nama senyawa karbon dapat memberi informasi tentang rumus molekul dan strukturnya. Pemberian nama senyawa karbon didasarkan pada aturan IUPAC (International Uinion and Pure Appilied Chemistry) sebagai berikut.

• Nama alkana diambil berdasarkan jumlah atom karbon yang menyusun dan di akhiri dengan akhiran “ana”.·        
• Jika strukturnya telah diketahui dan merupakan rantai karbon tak bercabang, di depan nama tersebut diberi huruf n (dari kata normal).

CONTOH!!

CH3−CH2−CH2−CH3 : n-butana

• Jika rantai karbonnya bercabang ditentukan dahulu rantai utama (rantai induk), yaitu rantai atom karbon terpanjang dan diberi nomor urut dari ujung paling dekat dengan letak cabang.

CONTOH!!

Menetapkan gugus cabang yang terikat pada rantai utama. Gugus cabang pada alkana umumnya merupakan alkil. Gugus alkil merupakan gugus hidrokarbon (alkana) yang kehilangan sebuah atom hidrogen. Rumus umum alkil adalah CnH2n+1. Nama gugus alkil disesuaikan dengannama alkana dengan mengganti akhiran -ana dengan akhiran -il.  Gugus alkil yang mempunyai rantai bercabang atau tidak terkait pada atom karbon primer diberi nama tertentu

CONTOH!!

Urutan penamaan alkana: nama cabang -nama cabang- nama rantai utama

CONTOH!!

Jika terdapat lebih dari satu cabang yang sama, nama cabang disebut sekali, tetapi diawali dengan angka latin menunjukan jumlahnya.

CONTOH!!

4.      Isomeri Alkana  

Banyak dijumpai bahwa beberapa senyawa kimia memiliki rumus molekul yang sama, tetapi memiliki bentuk yang berbeda. Mengapa demikian? Ini disebabkan karena senyawa kimia tertentu mengalami proses isomerisme. Isomerisme merupakan suatu peristiwa dimana dua senyawa kimia atau lebih memiliki rumus molekul yang sama, tetapi rumus ikatan karbonnya berbeda. Senyawa ini biasanya disebut dengan isomer. Alkana hanya memiliki 1 jenis isomer yaitu isomer rangka.

Mengapa disebut isomer rangka? Karena senyawa-senyawa pada alkana memiliki rumus molekul yang sama, tetapi susunan rangkanya berbeda. Pada alkana, raantai karbon bias berbentuk lurus ataupun bercabang. Tetapi pada alkana memiliki jumlah karbon tiga ataupun kurang seperti C₃H₈, C₂H₆, dan CH₄ tidak memiliki isomer. Ini disebabkan karena senyawa-senyawa tersebut hanya memiliki satu cara untuk kerangkanya, sehingga hanya memiliki rumus struktur yang sama.

Pada alkan yang dimulai dengan atom karbonnya berjumlah 4 atau lebih seperti C₄H₁₀ dan seterusnya memiliki lebih dari satu s=kemungkinan terbentuknya isomer.

CONTOH!!

Senyawa dengan rumus molekul C4H10 mempunyai dua struktur yang berbeda, yaitu:                                          CH3−CH2−CH2−CH3                                                                                                                                 n-butana                                                 metilpropana

Tabel 3. Jumlah Isomer dari Beberapa Alkana

Jumlah atom C	4	5	6	7	8	9	10	15	20
Rumus Molekul	C4H10	C5H12	C6H14	C7H16	C8H18	C9H20	C10H22	C15H32	C20H42
Jumlah Isomer	2	3	5	9	18	35	75	4.347	366.319

5.      Sifat-Sifat Alkana

a.      Sifat Fisis Alkana

Alkana merupakan senyawa kovalen yang mempunyai titik didih dan titik lebur relatif rendah. Titik didih dan titik lebur alkana ditentukan oleh banyak atom karbon dan struktur rantai atom karbonnya. Secara umum titik didih dan titik lebur alkana mempunyai pola sebagai berikut.

•  Semakin banyak atom karbon atau semakin panjang rantai karbon suatu alkana, semakin tinggi titik didih dan titik leburnya.
•  Untuk jumlah atom karbon yang sama, isomer dengan rantai karbon tidak bercabang mempunyai titik didih dan titik lebur yang lebih tinggi daripada isomer dengan rantai karbon bercabang.
•  Semakain banyak cabang pada rantai karbonnya, semakin rendah titik didihnya dan titik leburnya. 

b.      Sifat Kimia Alkana

Alkana merupakan hidrokarbon jenuh dan semua ikatan yang ada merupakan ikatan kovalen yang sempurna. akibatnya, hidrokarbon merupakan senyawa yang kurang reaktif sehingga disebut “paraffin” yang berarti daya gabung atau daya reaksinya rendah. Semakin panjang rantai karbon, semakin berkurang kereaktifannya. Reaksi pada alkana umumnya merupakan reaksi substitusi, yaitu reaksi penggantian gugus atom hidrogen pada suatu alkana. Simak beberapa contoh reaksi pada alkana berikut.

·         Dengan gas klorin dapat bereaksi jika ada sinar matahari atau bantuan cahaya.

                                  CH₄ + Cl₂    →  CH₃Cl + HCl

                                        _{Metilklorida  (Klorometana)}

                                  CH₃Cl + Cl₂    →      CH₂Cl₂ + HCl

                                       _{Metilenklorida (Diklorometana)}

·         Pada pembakaran sempurna alkana, akan dihasilkan gas CO₂ dan H₂O.

                                    CH₄ + 2O₂      →       CO₂ + 2H₂O

6.      Kegunaan Alkana

1)      Alkana digunakan sebagai bahan bakar. Manfaat utama alkana di antara lain:

•  Metana merupakan senyawa utama yang terkandung dalam gas alam cair atau LNG (Liquefied Natural Gas). Gas alam banyak digunakan sebagai bahan bakar di industri dan rumah tangga.
•  Alkana dengan jumlah atom karbon 2 (etana) sampai 5 (pentana) terkandung dalam LPG (Liquefied Natural Gas) atau lebih dikenal sebagai elpiji. Elpiji digunakan sebagai bahan bakar untuk rumah tangga.
•   Butana digunakan sebagai pengisi korek api.
•  Oktana merupakan senyawa utama yang terkandung di dalam bensin. Bensin digunakan sebagai bahan bakar kendaraan bermotor.

2)      Selain digunakan sebagai bahan bakar, alkana juga dimanfaatkan sebagai pelarut non polar yang dapat melarutkan senyawa-senyawa non-polar.

3)      Lilin dan aspal merupakan senyawa alkana suhu tinggi (rantai karbonnya mencapai lebih dari 20 atom karbon). Lilin digunakan dalam berbagai industri tekstil (untuk membatik), sedangkan aspal digunakan untuk pengerasan jalan.