Uji Sifat Fisik Senyawa Hidrokarbon

Praktikum Kimia Organik

Hidrokarbon

Uji Sifat Fisik

A.      Tujuan

1.       Mahasiswa mampu memahami informasi mengenai sifat-sifat hidrokarbon.

2.       Mahasiswa memahami reaktivitas kimia berdasarkan jenis hidrokarbon (jenuh, tak jenuh, aromatik)

B.      Dasar teori

Hidrokarbon merupakan senyawa organik yang tersusun hanya oleh atom karbon (C) dan aton Hidrogen (H). Hidrokarbon terbagi menjadi 3 jenis utama yaitu hidrokarbon jenuh, hidrokarbon tak jenuh dan hidrokarbon aromatik. Hidrokarbon jenuh hanya mempunyai ikatan C-C, sementara Hidrokaron tak jenuh memiliki ikatan C=C atau rangkap 3.hidrokarbon aromatik merupakansenyawa siklik yang mempunyai sifat kimia berkaitan dengan benzena. Hidrokarbon jenuh (alkana dan sikloalkana) bersifat relatif inert dan tidak mudah bereaksi dengan pereaksi-pereaksi umum (Petunjuk praktikum kimia organik, halaman 8).

Suatu persenyawaan hidrokarbon bersifat non-polar, sehingga ikatan antar molekulnya sangat lemah. Karena itu hidrokarbon yang berat ikatan molekulnya rendah berbentuk gas. Karena sifat non-polarnya, maka hidrokarbon akan mudah larut dalam pelarut-pelarut berpolarisasi rendah, seperti karbon tetraklorida, kloroform, benzena dan eter (Kimia organik Hal 59).

Ciri umum dari hidrokarbon yaitu struktur molekulnya berbeda, maka rumus empiris antar hidrokarbon juga berbeda. Junlah hidokarbon yang di ikat pada alkena dan alkuna pasti lebih sedikit karena atom karbonnya berikatan rangkap. Kemampuan hidrokarbon untuk berikatan dengan dirinya sendiri disebut katensi dan menyebabkan hidrokarbon membentuk senyawa-senyawayang lebih kompleks seperti sikloheksana dan benzena. Hidrokarbon adalah salah satu energi yang paling penting dibumi. Penggunaan utama adalah sebagai bahan bakar. Dalam bentuk padat hidrokarbon adalah salah satu komposisi pembentuk aspal (Kimia organik, halaman 70).

Cotoh-contoh reaksi :

1.       Reaksi pembakaran komponen utama gas alam adalah hidrokarbon metana. Hidrokarbon lainnya yang digunakan untuk pemanasan atau memasak adalah propana dan butana. Hasil reaksi pembakaran adalah CO₂ dan H₂O disertai dengan pelepasan panas.

2.       Reaksi dengan bromin hidrokarbon tak jenuh bereaksi secara cepat dengan bromin dalam larutankarbon tetraklorida atau sikloheksana. Reaksi berupa adisi bromin pada ikatan rangkap karbon. Alkena (bukan alkana/hidrokarbon aromatik) bereaksi dengan Br₂ menghasilkan alkil bromida yang sesuci ( atau dibromoalkana). Warna kuning/ orange Br₂ akan hilang apabila Br₂ bereaksi dengan alkena ; hasil reaksi bromoalkana biasanya jernih tak berwarna. Alkana tidak bereaksi dengan Br₂ karena hanya mempunyai ikatan C-C tunggal ; warna kuning/orange Br₂ akan tetap ada.senyawa aromatik tahan terhadap reaksi adisi karena sifat aromatisnya. Senyawa ini bereaksi dengan bromin dengan adanya katalis seperti alumunium klorida.

3.       Reaksi dengan Asam Sulfat Pekat ( H₂SO₄ P ) Alkena bereaksi dengan H₂SO₄ P melalui adisi menghasilkan asam alkil sulfonat yang larut dalam H₂SO₄.

Hidrokarbon jenuh tidak relatif ( reaksi adisi tidak mungkin terjadi); alkana bereaksi secara lambat dan membutuhkan katalis ( HgSO₄ ) ; senyawa aromatik juga tidak relatif karena reaksi adisi sukar terjadi.

4.       Reaksi dengan kalium Permanganat Aqueous ( KMnO₄ ) kalium permanganat merupakan agen pengoksidasi yang dapat bereaksi dengan hidrokarbon tak jenuh, tetapi tidak bereaksi dengan alkana atau hidrokarbon aromatik. Larutan KMnO₄ encer berwarna ungu tua, tidak akan berubah apabila tidak terjadi reaksi. Endapan coklat MnO₂ terbentuk apabila KMnO₄ bereaksi dengan hidrokarbon tak jenuh.

C.      Alat dan bahan

·         Alat

o   Tabung reaksi

o   Pipet tetes

o   Rak tabung reaksi

·         Bahan

o   n-heksana

o   Sikloheksana

o   Toluena

o   Aquadest

o   Ligroin

o   Kertas label

D.      Cara kerja

1.       Kelarutan dan densitas dalam air

a.       Tabung reaksi diberi label yang bertuliskan senyawa yang akan diuji ( n-heksana, sikloheksana, toluena)

b.      Dimasukan kedalam tabung reaksi sebanyak 2 ml masing-masing senyawa yang akan diuji

c.       Ditambahkan 2 ml aquadest kedalam masing-masing tabung reaksi

Penambahan dilakukan tetes demi tetes dan sambil diamati pemisahan yang terjadi

        Nb : komponen manakah yang berada diatas atau dibawah (densitas) dan kelarutanya

d.      Masing-masing tabung reaksi dikocok dan diamati yang terjadi. ( diuji dan diamati satu per satu )

Pengamatan yang dilakukan adalah kelarutan densitas

Kemudian didiamkan dan diamati kembali

e.      Dicatat setiap pengamatan. Tabung disimpan sebagai perbandingan percobaan berikutnya

2.       Kelarutan dan densitas dalam ligroin

a.       Tabung reaksi diberi label yang bertuliskan senyawa yang akan diuji (n-heksana, sikloheksana, toluena )

b.      Dimasukan kedalam tabung reaksi sebanyak 2 ml masing-masing senyawa yang akan diuji (n-heksana, sikloheksana, toluena)

c.       Ditambahkan 2 ml ligroin kedalam masing-masing tabung reaksi.

Penambahan dilakukan tetes demi tetes sambil diamati pemisahan yang terjadi

        Nb: Komponen manakah yang berada diatas atau dibawa (densitas) dan kelarutanya

d.      Masing-masing tabung reaksi dikocok dan diamati yang terjadi (diuji dan diamati satu per satu)

Pengamatan yang dilakukan adalah kelarutan dan densitas

Kemudian didiamkan dan diamati kembali.

e.      Dicatat setiap pengamatan. Kemudian bandingkan dengan percobaan 1 dan catat kembali

E.       Data hasil percobaan

Keterangan.

                Sebelum * : Sebelum penggojokan / dikocok

                Sesudah * : Sesudah penggojokan / dikocok

Keterangan.

                Sebelum * : Sebelum penggojokan / dikocok

                Sesudah * : Sesudah penggojokan / dikocok

F.       Pembahasan

Pada praktikum ini, pratikan melakukan uji sifat fisik senyawa hidrokarbon. Pengujian yang dilakukan adalah uji kelarutan dan densitas ( bobot jenis ) Senyawa hidrokarbon yang digunakan adalah n-heksana, klorofom dan toluena.

n-heksana merupakan suatu hidrokarbon dengan rumus kimia C₆H₁₄, yaitu suatu alkana dengan 6 atom karbon ( C )

                                                  Heksana merupakan konstituen bensin. Mereka semua berbentuk cairan tak berwarna pada suhu kamar, dengan titik didih antara 50C dan 70C, dengan bau seperti bensin. Heksana luas digunakan sebagai pelarut non-polar yang murah, relative aman, secara umum tidak reaktif dan mudah diuapkan. ( Chang, 2004)

Sifat :

Rumus molekul                                                 : C₆H₁₄

Massa jenis                                                        : 0,6548 gr/ml

Penampilan                                                        : Cairan tak berwarna

Densitas                                                               : 0,6548 gr/ml

Titik lebur                                                            : -95C

Titik didih                                                             : 69^oC

Kelarutan dalam air                                         : 13 mg/L pada 20^oC

Viskositas                                                            : 0,294 cP

Titik nyala                                                            : -23,3^oC

Suhu menyala sendiri                                     : 233,9^oC

Awalan heks harus merujuk pada 6 karbon yang terdapat pada heksana dan akhiran –ana berasal dari alkana, yang merujuk pada ikatan tunggal yang menghubungkan atom-atom karbon. Seluruh isomer heksana amat tidak reaktif dan sering digunakan sebagai pelarut organik yang inert (Chang, 2004).

Senyawa lain yang digunakan dalam praktikum ini adalah sikloheksena. Sikloheksena memiliki wujud cair tak berwarna pada suhu kamar. Senyawa ini memiliki aroma khas. Sikloheksena cenderung tidak stabil dalam penyimpanan yang cukup lama, terutama jika terjadi kontak dengan sinar dan udara. Sikloheksena dibuat melalui dehidrasi sikloheksanol dengan bantuan asam (Anonim, 2010).

Hidrokarbon lain yang digunakan adalah toluena. Toluena adalah cairan bening tak berwarna yang larut dalam air denga aroma seperti pengencer cat dan berbau harum seperti benzena. Toluena adalah hidrokarbon aromatik yang digunakan sebagai pelarut. Umunya tidak larut dalam air (Anonim,1979).

Pengujian yang pertama dilakukan kelarutan dan densitas hidrokarbon dalam air. Pada n-heksana saat diberi aquadest tetes demi tetes tampak langsung terbentuk 2 lapisan . Aquadest berada pada posisi bawah dan n-heksana berada di posisi atas. Perbedaan ini dikarenakan massa jenis n-heksana lebih kecil dibandingkan dengan aquadest. Massa jenis n-heksana adalah 0,6548 gr/ml  sedangkan massa jenis air adalah 1 gr/ml. Setelah dilakukan pengamatan, kemudian tabung reaksi dikocok. Kemudian tampak tetap terbentuk 2 lapisan seperti sebelumnya.

                Pada sikloheksana saat diberi aquadest tetes demi tetes tampak tidak terlarut dan ada 2 lapisan, pada bagian bawah adalah air dan pada bagian atas adalah sikloheksana. Perbedaan letak ini dipengaruhi oleh adanya perbedaan massa jenis cairan. Pada sikloheksana memiliki massa jenis lebih kecil dibandingkan dengan air. Massa jenis sikloheksana adalah 0,81 gr/ml, sedangkan masssa jenis air adalah 1 gr/ml. Kemudian setelah dilakukan penggojokan sikolheksana tampak terlarut sebagian dan tampak ada 3 lapisan ( pada lapisan atas adalah sikloheksana, pada lapisan tengah adalah bagian yang terlarut dan pada bagian bawah adalah aquadest ). Setelah didiamkan kurang lebih 5 menit tampak hanya 2 lapisan. Pada lapisan ini tampak keruh dan lapisan bawah jernih, tampak banyak gelembung pada bagian larutan atas dan tampak terdapat embun.

Pada toluena saat diberi aquadest tetes demi tetes tampak terlarut dan homogen larutan menjadi agak hangat dan tampak adanya gelembung pada dinding tabung reaksi diatas larutan. Kemudian setelah dilakukan penggojokan, larutan tampak homogen jernih dan suhu larutan kembali normal ( tidak hangat ).

Pada n-heksana saat diberi ligroin tetes demi tetes tampak terlarut dan jernih. Selain itu juga tampak adanya embun pada dinding tabung reaksi. Setelah digojok, larutan masih tetap tampak terlarut dan jernih.

                Pada sikloheksana saat diberi tetes demi tetes ligroin tampak tidak terlarut. Pada tabung tampak terbentuk 2 lapisan, bagian atas adalah ligroin dan bagian bawah adalah sikloheksana. Pembentukan ini dipengaruhi oleh adanya perbedaan massa jenis ligroin dan sikloheksana. Massa jenis sikloheksana adalah 0,81 gr/ml sedangkan ligroin adalah 0,653 gr/ml. Kemudian setelah digojok, larutan tampak terlarut dan homogen.

Pada toluena saat diberi tetes demi tetes ligroin tampak tidak terlarut. Terbentuk 2 lapisan, pada bagian atas adalah ligroin dan bagian bawah adalah toluena. Perbedaan letak ini dipengaruhi oleh perbedaan massa jenis larutan. Massa jenis ligroin adalah 0,653 gr/ml dan toluena memiliki massa jenis 0,8669 gr/ml. Setelah digojok tampak terlarut sebagian. Pada saat pertama digojok terbentuk banyak gelembung kemudian lama kelamaan tampak sebagian tercampur.

Beberapa faktor yang mempengaruhi hasil praktikum ini adalah suhu, penetesan sampel dan penggojokan tabung reaksi.

G.     Kesimpulan

1.       Hidrokarbon jenuh ( n-heksana ) dan hidrokarbon tak jenuh (sikloheksana) larut dalam pelarut polar ( air )

2.       Hidrokarbon aromatik ( toluena ) terlarut dalam pelarut polar ( air )

3.       Hidrokarbon jenuh (n-heksana) dan hidrokarbon tak jenuh ( sikloheksana ) larut dalam pelarut non polar ( ligroin )

4.       Hidrokarbon aromatik ( toluena ) tidak larut dalam pelarut non polar ( ligroin )

5.       Perbedaan lapisan pada larutan dipengaruhi oleh massa jenis lmasing-masing larutan. Massa jenis yang lebih kecil akan berada dilapisan atas

H.      Daftar pustaka

1.       Anonim, 1979. Departemen Kesehatan Republik Indonesia. Farmakope Indonesia edisi ketiga

2.       Anonim, 2010. Sifat Alkena. http://pengantar_alkena/kimia_organik_dasar/hidro_karbon/sifat-sifatalkena//. Diakses pada tanggal 9 Maret 2017

3.       Aninditha, Metha Anung dan Siska Rusmalina.20127. Petunjuk Praktikum Kimia Organik

4.       Anggota IKAPI.2015.Kimia Organik. Jakarta : Airlangga

5.       Chang ,Reymond.2004.Kimia Dasar.Jakarta :Airlangga