ALKANA

1.Definisi Alkana

            Alkana didefinisikan sebagai salah satu hidrokarbon alifatik jenuh yaitu hidrokarbon dengan rantai terbuka dan semua ikatan antar atom karbonnya merupakan ikatan tunggal. Rumus umum alkana yaitu : CnH2n+2 ; n = jumlah atom C. dari rumus umum ini jika diketahui jumlah atom karbon maka jumlah H dapat ditentukan demikian pula sebaliknya. Nama-nama beberapa alkana tidak bercabang yang sering disebut sebagai deret homolog dapat dilihat pada tabel.

Nama	Rumus molekul	Nama	Rumus molekul
Metana	CH4	heksadekana	C16H34
Etana	C2H6	heptadekana	C17H36
Propana	C3H8	oktadekana	C18H38
Butana	C4H8	nonadekana	C19H40
Pentana	C5H12	eikosana	C20H42
Heksana	C6H14	heneikosana	C21H44
Heptana	C7H16	dokosana	C22H46
Oktana	C8H18	trikosa	C23H48
Nonana	C9H20	tetrakosana	C24H50
Dekana	C10H22	pentakosana	C25H52
undekana	C11H24	keksakosana	C26H54
dodekana	C12H26	heptakosana	C27H56
tridekana	C13H26	oktaoksana	C28H58
tetradekana	C14H30	nonakosana	C29H60
pentadekana	C15H32	trikontana	C30H62

2.    Deret Alkana

Berikut ini deret homolog Alkana ;

3.    Tata Nama Alkana

Tata Nama Alkana

Beberapa aturan penamaan senyawa alkana menurut IUPAC adalah :
1.    Dicari rantai karbon terpanjang yang merupakan rantai utama dari alkana. Nama rantai utama alkana disesuaikan dengan jumlah atom karbon pada rantai utama itu. Apabila ada dua atau lebih rantai yang terpanjang maka dipilih yang jumlah cabangnya terbanyak.
2.    Apabila rantai atom karbon bercabang maka :
a.    Rantai utama diberi nomor 1, 2, 3, ...........dan seterusnya, dimulai dari slah satu ujung rantai utama yang paling dekat dengan cabang atau cabang harus terletak pada nomor serendah mungkin.
b.    Atom atau gugus atom yang terikat pada rantai utama pada nomor yang telah ditentukan disebut subtituen.
3.    Jika terdapat beberapa cabang yang sama, maka nama cabang yang jumlah C nya sama disebutkan sekali tetapi dilengkapi dengan awalan yang menyatakan jumlah seluruh cabang tersebut. Nomor atom C tempat cabang terikat harus dituliskan sebanyak cabang yang ada (jumlah nomor yang dituliskan = awalan yang digunakan), yaitu di = 2, tri = 3, tetra =4, penta = 5 dan seterusnya.
4.    Untuk cabang yang jumlah C nya berbeda diurutkan sesuai dengan urutan abjad ( etil lebih dulu dari metil ).
5.    Nomor cabang dihitung dari ujung rantai utama yang terdekat dengan cabang. Apabila letak cabang yang terdekat dengan kedua sama dimulai dari :
a. Cabang yang urutan abjadnya lebih dulu ( etil lebih dulu dari metil )
b. Cabang yang jumlahnya lebih banyak ( dua cabang dulu dari satu cabang ).

4.    Sifat Fisik Alkana

Berikut ini sifat-sifat Fisik alkana

1.       Alkana merupakan senyawa polar sehingga sukar larut dalam air. Pelarut yang baik untuk alkana adalah pelarut non polar, misalnya eter. Jika alkana bercampur dengan air, lapisan alkana berada di atas, sebab massa jenisnya lebih kecil dari pada 1.

2.      Pada suhu kamar, empat suku pertama berwujud gas, suku ke 5 hingga suku ke 16 berwujud cair, dan suku diatasnya berwujud padat.Semakin banyak atom C, titik didih semakin tinggi. Untuk alkana yang berisomer (jumlah atom C sama banyak), semakin banyak cabang, titik didih semakin kecil.

  
Titik leleh dan titik didih alkana naik dengan petambahan nilai Mr. Kenaikan titik leleh dan titik didih dikarenakan gaya antar-molekul semakin kuat sehingga semakin besar energi yang dibutuhkan untuk mengatasi gaya tersebut. Selain titik didih dan titik leleh yaitu kerapatan, kekentalan (viskositas), volatilitas (mudah tidaknya suatu senyawa untuk menguap) dengan pertambahan nilai Mr akan meningkatkan pula besar sifat fisis.
  

5.    Sifat Kimia Alkana

Berikut ini sifat-sifat Kimia alkana

1.    Alkana memiliki 2 jenis ikatan kimia, yakni ikatan C-C dan C-H . Ikatan C-C dan C-H tergolong kuat karena untuk memutuskan kedua ikatan tersebut diperlukan energi masing-masing sebesar 347 kJ/mol untuk C-C dan 413 kJ/mol untuk H-H. Energi tersebut dapat diperoleh dari panas seperti dari pemantik api pada pembakaran elpiji di atas. 

2.  Alkana memiliki ikatan C-C yang bersifat non polar dan C-H yang dapat dianggap non polar karena beda keelektronegatifannya yang kecil. Ini yang menyebabkan alkana dapat bereaksi dengan pereaksi non polar seperti oksigen dan halogen.Sebaliknya, alkana sulit bereaksi dengn perekasi polar/ionik seperti asam kuat , basa kuat dan oksidator permanganat 

3.    Pembakaran alkana

                  1.      Perengkahan alkana: C₁₈H₃₈    4CH₂ = CH₂ + C₁₀H₂₂

                  2.     Pembakaran alkana :    : CH₄ (g) + 2O₂(g)       CO₂(g) +2H₂O(g)

                  3.      Reaksi substitusi alkana dan halogen:CH₄ + Cl₂      CH₃Cl+HCl

  

Dari segi kuantitatif                                                                                       

      Kita dapat melihat saat ini cadangan gas alam yang merupakan terdiri dari 90 persen metana yang dimiliki Indonesia diperkirakan sebesar 134,0 triliun kaki kubik (TCF) yang tersebar di Aceh, Sumatera Utara, Sumatera Tengah, Sumatera Selatan, Jawa Barat, Jawa Tengah, Jawa Timur, Kalimantan Timur, Natuna, Sulawesi Selatan, dan Papua

6.    Reaksi-reaksi pada Alkana

a. oksidasi atau pembakaran

Alkana sukar dioksidasi oleh oksidator lemah atau agak kuat seperti KMNO4, tetapi mudah dioksidasi oleh oksigen dari udara bila dibakar. Oksidasi yang cepat dengan oksingen yang akan mengeluarkan panas dan cahaya disebut pembakaran atau combustion
Hasil oksidasi sempurna dari alkana adalah gas karbon dioksida dan sejumlah air. Sebelum terbentuknya produk akhir oksidasi berupa CO2 dan H2 O, terlebih dahulu terbentuk alkohol, aldehid dan karboksilat.
Alkana terbakar dalam keadaan oksigen berlebihan dan reaksi ini menghasilkan sejumlah kalor (eksoterm)
CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O + 212,8 kkal/mol
Reaksi pembakaran ini merupakan dasar penggunaan hidrokarbon sebagai penghasil kalor (gas alam dan minyak pemanas) dan tenaga (bensin), jika oksigen tidak mencukupi untuk berlangsungnya reaksi yang sempurna, maka pembakaran tidak sempurna terjadi. Dalam hal ini, karbon pada hidrokarbon teroksidasi hanya sampai pada tingkat karbon monoksida atau bahkan hanya sampai karbon saja.
2CH4 + 3O2 → 2CO¬ + 4H2O
CH4 + O2 → C + 2H2O
Penumpukan karbon monoksida pada knalpot dan karbon pada piston mesin kendaraan bermotor adalah contoh dampak dari pembakaran yang tidak sempurna. Reaksi pembakaran tak sempurna kadang-kadang dilakukan, misalnya dalam pembuatan carbon black, misalnya jelaga untuk pewarna pada tinta.

b. halogenasi atau subtitusi

1.      Reaksi substitusi merupakan reaksi penggantian gugus fungsi (atom atau molekul) yang terikat pada atom C suatu senyawa hidrokarbon. Pada reaksi halogenasi alkana, atom hidrogen yang terikat pada atom C senyawa alkana digantikan dengan atom halogen. Ketika campuran metana dan klorin dipanaskan hingga 100°C atau radiasi oleh sinar UV maka akan dihasilkan senyawa klorometana, seperti reaksi berikut.
CH4(g) + Cl2(g)       →       CH3Cl(g) + HCl(g)
Jika gas klorin masih tersedia dalam campuran, reaksinya akan berlanjut seperti berikut.
CH3Cl(g) + Cl2(g)      →     CH2Cl2(g) + HCl(g)
CH2Cl2(g) + Cl2(g)     →     CHCl3(g) + HCl(g)
CHCl3(g) + Cl2(g)      →     CCl4(g) + HCl(g)
Reaksi substitusi tersebut digunakan dalam pembuatan senyawa diklorometana. Jika reaksi dilakukan pada senyawa etana, reaksi akan menghasilkan dikloroetana. Diklorometana digunakan untuk pengelupasan cat, sedangkan triklorometana digunakan untuk dry–clean.

c. pirolisis atau cracking
Proses pirolisis atau cracking adalah proses pemecahan alkana dengan jalan pemanasan pada temperatur tinggi, sekitar 10000 C tanpa oksigen, akan dihasilkan alkana dengan rantai karbon lebih pendek.

CH4                          →                2H2 + C
CH3CH2CH3            →            1. H2 + C3H6
                                                           2. CH4 + C2H4

CH3CH2CH2CH3    →             1. H2 + C4H5
                                                           2. CH4 + C3H6
                                                           3. C2H6 + C2H6

Proses pirolisis dari metana secara industri dipergunakan dalam pembuatan karbon-black. Proses pirolisa juga dipergunakan untuk memperbaiki struktur bahan bakar minyak, yaitu, berfungsi untuk menaikkan bilangan oktannya dan mendapatkan senyawa alkena yang dipergunakan sebagai pembuatan plastik. Cracking biasanya dilakukan pada tekanan tinggi dengan penambahan suatu katalis (tanah liat aluminium silikat).

7.    Keguanaan Alkana

Metana tidak berwarna, mudah terbakar, gas beracun dengan bau, jenis minyak manis. Metana berguna dalam pengujian peralatan gas yang akan digunakan untuk daerah gas alam.  salah satu bahan baku yang digunakan dalam produksi etanol, metil klorida, metilen klorida, dan juga digunakan untuk memproduksi amoniak dan actylene. Metana tinggi kemurnian dibakar membentuk karbon hitam berkualitas tinggi yang digunakan dalam berbagai komponen elektronik. Sumber utama metana adalah gas alam, yang berisi dari 50 sampai 90 persen metana. Metana bereaksi dengan uap pada suhu tinggi untuk menghasilkan karbon monoksida dan hidrogen, yang terakhir digunakan dalam pembuatan amonia untuk pupuk dan bahan peledak.

sumber utama alkana adalah bahan bakar fosil berupa minyak bumi dan gas alam. Bahan bakar fosil (gas alam,minyak bumi,dan batu bara) merupakan sumber utama hidrokarbon. Gas alam, terutama mengandung metana yaitu 90 persen dan sejumlah kecil gas lain seperti etana,propana,dan butana. Komponen utama dalam gas alam adalah metana (CH₄), yang merupakan molekul hidrokarbon rantai terpendek dan teringan. Gas alam juga mengandung molekul-molekul hidrokarbon yang lebih berat seperti etana (C₂H₆), propana (C₃H₈) dan butana (C₄H₁₀), selain juga gas-gas yang mengandung sulfur.Minyak bumi mengandung alkana mulai dari rantai pendek sampai rantai panjang, sedangkan gas alam mengandung alkana rantai pendek.
Kegunaan alkana sebagai berikut :
1. sebagai bahan bakar untuk menghasilkan listrik, menjalankan kendaraan, memasak dan lainnya.
2.sebagai bahan baku dalam industri petrokimia

Dari pembahasan diatas kita ketahui bahwa alkana adalah sumber alam yang paling penting menghasilkan minyak bumi ( petroleum ) dan gas alam ( natural gas ). Minyak bumi merupakan cairan campuran senyawa organik rumit, sebagian besar berupa alkana atau sikloalkana.
Gas alam, yang sering dijumpai dengan deposit minyak bumi, terutama terdiri atas metana (sekitar 80%) dan etana (5 sampai 10%), dengan sedikit alkana yang lebih tinggi. Propana merupakan penyusun utama gas alam yang dicairkan (LPG, liquefied petroleum gas , atau elpiji ), yaitu bahan bakar rumah tangga dan mobil tenda. butana merupakan jenis gas lain yang terdapat di beberapa daerah. Gas alam yang menjadi sumber energi yang dapat bersaing dengan dan mungkin melampaui minyak.
Minyak bumi cair merupakan suatu campuran rumit dengan hidrokarbon yang lebih menonjol. proses penyulingan dan penyairan secara besar-besaran dilaksanakan oleh industri minyak bumi untuk mendapatkan fraksi yang berguna dari 'minyak kasar'. eter petroleum (td 30-60 drajat celcius) dan ligroin (td 60-90 drajat celcius) merupakan cairan yang paling mudah menguap. kedua zat itu terutama terdiri atas hirokarbon C5 sampai C7. bensin meliputi senyawa C5 sampai C10, suatu cakupan yang agak luas(td 40-200 drajat celcius). Fraksi minyak bumi penting yang lain adalah minyak tanah (td 175-325 drajat celcius, C8 sampai C14 ), minyak gas ( td di atas 275 drajat celcius, C12 sampai C18) , minyak pelumas dan minyak gemuk (diatas C18 ), dan aspal atau kokas minyak bumi.


Sumber :
Organik.Jakarta :Penerbit Erlangga
Chang.Raymond.2004.Kimia dasara.Jakarta.Erlangga
Fessenden.1995.Kimia Organik. Jakarta.Erlangga

Permasalahan

1.       Pada artikel di atas dijelaskan bahwa sumber utama alkana ialah bahan bakar fosil,  berupa bahan bakar dan minyak bumi. Namun sekarang ini telah banyak para ilmuan menemukan cara untuk menciptakan bahan bakar alternative, contohnya pemanfaatan biogas dari kotoran hewan dan minyak kelapa sawit, atau dengan pemanasan sampah plastik dengan suhu tinggi. Berdasarkan kasus tersebut, Apakah bahan bakar alternative semua itu dapat juga digolongkan ke dalam alkana dan bagaimana penjelasannya?

2.Gas Alam dan bahan bakar minyak merupakan sumber utama alkana, diantara keduanya, manakah yang memiliki suku alkana tertinggi?