Jenis-Jenis Isomer Pada Senyawa Hidrokarbon

Isomeri terbagi menjadi dua bagian besar, yaitu isomeri struktur dan isomeri ruang. Isomeri struktur terbagi lagi menjadi isomeri rangka, isomeri posisi, dan isomeri fungsional. Adapun isomeri ruang terbagi menjadi isomeri geometri (cis-trans) dan isomeri optis aktif.

Di kelas XI ini, kita hanya akan membahas isomeri rangka, posisi, dan geometri. Adapun isomeri fungsional dan isomeri optis aktif akan dibahas di kelas XII.

1. Isomeri Rangka

Isomeri rangka adalah isomeri yang terjadi karena perbedaan rangkanya, biasanya terjadi antara senyawa rantai lurus dengan senyawa yang memiliki cabang, bisa pula antar senyawa yang memiliki cabang, namun berbeda pada posisi dan jumlah cabang.

Contoh : butana memiliki dua isomer yaitu, normal butana (n-butana) dan isobutana (2-metilpropana)

 

2. Isomeri Posisi

Isomeri posisi adalah isomeri yang terjadi karena perbedaan posisi ikatan rangkap. Isomeri ini hanya terjadi pada senyawa hidrokarbon tak jenuh (alkena dan alkuna).

Contoh : butena memilki dua isomer posisi yaitu, 1-butena dan 2-butena

3. Isomeri Geometri

Isomeri geometri adalah isomeri yang disebabkan oleh perbedaan penataan ruang atom-atom dalam molekul. Isomeri ini berbeda dengan isomeri sebelumnya, karena isomeri jenis ini hanya terjadi pada senyawa yang memiliki ikatan yang kaku dengan dua sisi yang berlainan. Isomeri geometri hanya terjadi pada senyawa alkena.

Bagaimana penjelasannya ?

Molekul di alam tidaklah diam atau statis, namun melakukan banyak gerakan, diantara gerakan yang paling umum adalah translasi (gerak lurus), rotasi (memutar), dan vibrasi (bergetar). Salah satu gerak yang akan kita tinjau adalah gerak rotasi. Pada senyawa alkana, dimana ikatan antar karbon adalah ikatan tunggal, maka molekul akan dapat berputar pada sumbunya dengan putaran yang bebas. Perhatikan, kita ambil contoh senyawa butana (CH₃-CH₂-CH₂-CH₃):

Kedua struktur diatas adalah struktur dari senyawa yang sama, meskipun gugus –CH₃ sepertinya berlainan tempat, namun karena molekul dapat berputar, maka struktur tersebut dapat kembali ke struktur semula, dan ini dapat terjadi dalam waktu yang sangat cepat.

Adapun untuk senyawa yang mengandung ikatan rangkap (seperti alkena), ikatan rangkap tersebut akan bersifat kaku sehingga tidak dapat berputar. Nah, karena ikatan rangkap ini tidak dapat berputar, maka ketika ada dua senyawa yang memiliki struktur berbeda, itu artinya kedua senyawa tersebut memang merupakan dua senyawa yang berbeda sifat. Dengan kata lain, dua senyawa tersebut adalah isomer satu sama lain. Perhatikan perbandingan di bawah ini :

 

Pasangan senyawa pada contoh nomor 2 diatas masuk dalam kategori isomeri geometri atau nama lainnya isomeri cis-trans. Jadi, isomeri geometri atau isomeri cis-trans terjadi karena gugus-gugus berada pada satu sisi atau pada sisi yang berlawanan terhadap letak ikatan rangkap dua. Dalam hal ini, ikatan rangkap membentuk semacam jembatan yang memiliki dua cabang. Syarat terjadinya isomeri geometri adalah harus adanya dua gugus yang berbeda yang terikat pada atom C yang sama. Isomer cis terjadi jika gugus yang sama terletak sesisi (melewati jembatan), sedangkan isomer trans terjadi jika gugus yang sama terletak berseberangan.

Contoh : 2-butena (CH₃–CH=CH–CH₃) memiliki dua isomer geometri, yaitu :

 Jadi sekali lagi, Syarat terjadinya isomeri cis-trans adalah :

- ada ikatan rangkap dua

- ada dua jenis gugus yang berbeda yang terikat pada atom C yang sama

Sehingga, senyawa propena (CH₂=CH-CH₃) tidak memiliki isomeri geometri karena tidak terpenuhinya syarat kedua. Perhatikan gambar berikut :

Inilah sekilas tentang jenis-jenis isomeri pada senyawa hidrokarbon. Semoga memberikan tambahan wawasan kepada sobat chem sekalian. 

Selamat Belajar

@IF'38

Read More

Manfaat Mempelajari Kimia (1) : Isomer dan Isomeri

Pada bagian ini kita akan mempelajari tentang konsep isomer dan hubungannya dengan kehidupan kita. Sebagaimana nanti yang akan kita pelajari, senyawa-senyawa yang berisomer satu sama lain akan memiliki perbedaan sifat. Perbedaan sifat ini kadang tidak signifikan, namun kadang juga sangat berpengaruh. Kita ambil contoh nasi dan kayu. Nasi terutama tersusun oleh amilum, sedangkan kayu tersusun oleh selulosa. Kedua zat ini memiliki unsur penyusun yang sama persis, namun berbeda dalam strukturnya. Kenyataannya, nasi dapat dimakan sedangkan kayu sama sekali tidak dapat dimakan. Inilah salah satu alasan mengapa para ahli harus mempelajari isomer-isomer dalam senyawa organik.

Contoh lain, mungkin sebagian kita pernah mendengar entah itu dari iklan atau dari sumber yang lain, bahwa minyak tak jenuh adalah baik untuk kesehatan. Sebagaimana sudah kita pelajari, senyawa tak jenuh adalah senyawa yang mengandung ikatan rangkap dalam struktur molekulnya. Dengan adanya ikatan rangkap ini, maka minyak tak jenuh baik untuk kesehatan karena dapat menangkal radikal bebas. Ikatan rangkap yang dimilikinya dapat digunakan untuIkatan rangkap dalam senyawa alkena (atau alkuna), dapat dideteksi menggunakan air bromin.

Senyawa alkena (dan alkuna) akan melunturkan air bromink “menangkap” radikal bebas dan menetralkannya, sehingga radikal bebas tidak lagi berbahaya dan menyerang sel-sel tubuh.

Akan tetapi, minyak tak jenuh yang mana yang baik untuk kesehatan? Nanti akan kita pelajari bahwa untuk senyawa yang mengandung ikatan rangkap dua, sebagian dari mereka akan memiliki dua macam isomer yaitu isomer cis dan isomer trans. Sebagai contoh, minyak atau lemak yang mengandung 18 buah atom karbon akan memiliki dua macam isomer yaitu isomer cis yang disebut dengan oleat, dan isomer trans yang disebut dengan elaidat. Berikut ini strukturnya: 

Karena ikatan rangkapnya berbentuk cis, maka oleat memiliki bentuk yang tidak kompak, dan cenderung tidak beraturan, sehingga berwujud cair pada suhu kamar, sedangkan elaidat, karena ikatan rangkapnya berbentuk trans, maka bentuknya akan kompak dan beraturan, sehingga berwujud padat pada suhu kamar, sama seperti senyawa lemak jenuh.

Dengan perbedaan ini, maka ketika masuk ke dalam tubuh, oleat tetap akan berbentuk cair, sehingga lebih mudah terbawa oleh darah dan tidak akan mudah memadat. Sebaliknya, elaidat mudah memadat, sehingga ketika senyawa ini masuk ke dalam tubuh, dia akan mengendap di pembuluh darah dan dapat menimbulkan gangguan kesehatan, seperti penumpukan kolesterol, yang pada gilirannya meningkatkan resiko serangan jantung.

Untuk itu, kita disarankan untuk banyak mengkonsumsi minyak tak jenuh jenis cis dan mengurangi konsumsi lemak jenuh dan lemak tak jenuh jenis trans. Lalu, apa ciri-ciri yang membedakan lemak jenuh dari minyak tak jenuh?.

Cara mudahnya adalah dengan melihat wujudnya. Minyak tak jenuh jenis cis akan berwujud cair pada suhu kamar, sedangkan lemak jenuh dan lemak tak jenuh jenis trans, akan berwujud padat pada suhu kamar. Meskipun ada beberapa minyak jenuh yang berwujud cair pada suhu kamar seperti minyak kelapa dan minyak kelapa sawit.

Contoh minyak yang mengandung minyak tak jenuh jenis cis diantaranya adalah minyak zaitun, minyak jagung, minyak bunga matahari, alpukat, dan minyak ikan. Sementara itu contoh minyak tak jenuh jenis trans diantaranya adalah snack, gorengan, margarin, dan minyak goreng tertentu.

Adapun contoh lemak dan minyak jenuh diantaranya adalah minyak kelapa, minyak sawit, keju, daging merah, dan mentega.

Karena efek yang bagus dari minyak tak jenuh, maka beberapa industri terkadang melakukan proses pengubahan minyak jenuh menjadi minyak tak jenuh. Prosesnya dinamakan dengan eliminasi hidrogen atau dehidrogenasi, yaitu mengambil satu atau lebih molekul hidrogen dari molekul minyak, sehingga terbentuk senyawa minyak yang memiliki ikatan rangkap. Proses ini dilakukan pada keadaan yang khusus dan terbukti sukses memproduksi minyak tak jenuh.

Akan tetapi, permasalahan lain timbul, yaitu terkadang yang terbentuk bukanlah minyak tak jenuh jenis cis, akan tetapi minyak tak jenuh jenis trans. Sementara itu, minyak tak jenuh jenis trans tidak ada bedanya dengan minyak jenuh yang sama-sama meningkatkan resiko penyempitan pembuluh darah dan penumpukan kolestorol.

Sehingga, yang lebih aman adalah mengkonsumsi minyak tak jenuh yang berasal dari alam (bukan dari hasil olahan pabrik), karena minyak tak jenuh dari alam lebih baik dan terbukti lebih efektif.

@IF'38

Read More

Atom karbon sebagai inti senyawa organik

 

IDENTIFIKASI SENYAWA KARBON
Sebagaimana sudah diuraikan, senyawa karbon organik merupakan senyawa karbon yang bersifat flammable (mudah terbakar). Sifat ini dapat digunakan untuk mengidentifikasi dan menganalisis persentase komponen unsur penyusun dalam senyawa organik. 

Ketika suatu senyawa organik dibakar dengan oksigen berlebih, maka produk reaksi utamanya adalah karbondioksida dan uap air. Untuk menganalisis keberadaan karbondioksida, dapat digunakan air kapur (larutan Ca(OH)₂). Gas karbondioksida akan mengeruhkan air kapur karena terjadi reaksi antara Ca(OH)₂ dengan CO₂ menghasilkan endapan CaCO₃ yang berwarna keruh.

Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃ + H₂O

Sementara itu, untuk menganalisis keberadaan uap air, dapat digunakan senyawa garam anhidrat seperti magnesium perklorat anhidrat, tembaga sulfat anhidrat, atau kobal klorida anhidrat. Yang paling mudah adalah dengan menggunakan senyawa kobal klorida anhidrat karena senyawa ini dapat mendeteksi keberadaan uap air bahkan dalam jumlah kecil sekalipun. 

Biasanya, supaya lebih praktis, senyawa ini ditempelkan pada semacam kertas sehingga dikenal dengan nama kertas kobal. Kertas kobal klorida berwarna biru tua, ketika mengenai uap air, maka kertas ini berubah menjadi merah muda karena terbentuk senyawa kobal klorida heksahidrat.

CoCl₂ + 6H₂O → CoCl₂.6H₂O

KEKHASAN ATOM KARBON

Dalam pembahasan selanjutnya, jika dikatakan senyawa karbon, maksudnya adalah senyawa karbon organik. Dan sebagaiman sudah diuraikan, 80% senyawa yang telah diketahui merupakan senyawa organik, dan senyawa organik tersusun terutama oleh atom karbon. Lalu, apa saja yang menjadi keistimewaan atom karbon sehingga unsur ini dapat membentuk variasi senyawa yang sangat banyak dengan unsur-unsur lain, dan kita harus mempelajarinya secara khusus?.

Diantara keistimewaan yang dimiliki oleh atom karbon adalah :

1. Memiliki 4 buah elektron valensi (4 tangan)

2. Jari-jari atomnya paling kecil dibandingkan dengan unsur-unsur yang segolongan (Si, Ge, Sn, Pb), sehinga ikatan kovalen yang terbentuk sangatlah kuat

3. Memiliki kemampuan untuk berikatan dengan sesamanya. Nama ilmiahnya adalah Katenasi 

4. Dapat membentuk rantai

KEDUDUKAN ATOM KARBON DALAM SENYAWA ORGANIK

Karena dapat membentuk rantai yang panjang (dan sering bercabang), tentunya ada atom karbon yang terletak di pinggir, dan ada pula yang terletak di tengah. Maka, berdasarkan letaknya dalam rantai, atom karbon dapat dibedakan menjadi atom karbon primer, sekunder, tersier, dan kwartener.

Atom C primer adalah atom C yang hanya mengikat sebuah atom C tetangga. Atom C sekunder mengikat 2 buah atom C tetangga. Atom C tersier mengikat 3 buah atom C tetangga. Sedangkan atom C kwartener mengikat 4 buah atom C tetangga.

Dari gambar di atas, kita dapat menyimpulkan bahwa untuk senyawa hidrokarbon (senyawa yang terdiri atas atom hidrogen dan atom karbon), atom C primer terdapat pada gugus CH₃, atom C sekunder terdapat pada gugus CH₂, atom C tersier terdapat pada gugus CH, dan atom C kwartener tidak mengikat satu pun atom hidrogen.

@IF'38

Read More

Cara menghafal penamaan senyawa hidrokarbon

Kimia termasuk pelajaran yang unik. Ada materi hitungan, ada pula materi hafalan. Keduanya memiliki porsi yang sama. Sehingga kalau kita cuma jago ngitung tapi ogah ngafal, maka nilai kimia kita tetap tidak bisa tinggi. Sebaliknya, kalau cuma ngafal gak mau ngitung, ya nilainya gak bagus juga. Jadi harus seimbang kedua-duanya.

Diantara materi-materi yang penting untuk dihafal salah satunya adalah hidrokarbon. Dan fondasi dasar dari hidrokarbon adalah aturan tatanama senyawa hidrokarbon.
Saya sering temui banyak siswa yang masih bingung membedakan alkana, alkena, dan alkuna. Mereka juga sering lupa dengan aturan penamaan pada senyawa hidrokarbon.
Untuk itu, saya ingin berbagi bagaimana cara menghafal penamaan pada senyawa hidrokarbon, semoga yang sedikit ini bisa bermanfaat bagi semuanya.
Saya menamainya aturan "aji telu" (A I E U). Maksudnya ?

Langsung saja to the point
 
A untuk : ATU +2 (alkana ikatan Tunggal, rumus umumnya C_nH_2n+2)
I untuk : ICA +1 (alkil sebagai gugus Cabang, rumus umumnya C_nH_2n+1)
E untuk : EDU +0 (alkena ikatan rangkap Dua, rumus umumnya C_nH_2n+0)
U untuk : UTI -2 (alkuna ikatan rangkap Tiga, rumus umumnya C_nH_2n-2)

Jadi, jika diberikan rumus kimia namun tidak diberikan namanya, atau kita disuruh menentukan nama dan termasuk golongan apa, kita tinggal masukkan saja ke rumusnya (di sini gunakan ilmu matematiknya yah), nanti kita akan tahu senyawa tersebut termasuk alkana, alkena, ataukah alkuna.
Tidak sulit kan... 

Lalu, bagaimana cara menghafal penamaan pada senyawa hidrokarbon ?. Perlu diketahui, di bagian ini juga banyak siswa yang keliru atau tertukar.
Konsepnya adalah bahwa penamaan senyawa hidrokarbon dihubungkan dengan jumlah atom karbon penyusunnya. Alkana yang tersusun oleh 1 atom C namanya metana, jika atom C-nya ada 2, namanya etana, dan seterusnya.

Maka seperti biasa, kita gunakan senjata terbaik yang banyak digunakan dalam belajar ilmu kimia yaitu Jembatan keledai.

Nah, sebagaimana materi lain dalam ilmu kimia yang sangat akrab dengan jembatan keledai, untuk materi ini pun kita memiliki jembatan keledai. Bunyinya :

MetEt ProBuPet Heksa HONDa

1 = Meta

2 = Eta

3 = Prop

4 = Buta

5 = Pet = Penta

6 = Heksa

7 = H = hepta

8 = O = okta

9 = N = nona

10 = Da = deka

Setelah kita hafal nama-nama untuk nomor 1 sampai nomor 10, maka kita tinggal tambahkan akhiran yang cocok. Senyawa alkana akhirannya -ana, gugus alkil akhirannya -il, senyawa alkena akhirannya -ena, senyawa alkuna akhirannya -una.

Sebagai contoh, jika ada senyawa yang rumus kimianya C₇H₁₂, maka dari rumus di atas, senyawa ini lebih cocok dimasukkan ke dalam golongan alkuna (C_nH_2n-2). Dan karena jumlah atom C-nya 7 buah, maka namanya adalah heptuna.

Bagaimana, mudah bukan ?

Bagi yang belum paham silahkan isi kolom komentar, dan tanyakan di bagian mana yang belum faham.

Semoga bermanfaat 

@IF'38

Read More

Pengantar Kimia Organik

 

Senyawa organik merupakan senyawa yang sudah dikenal lama dalam kehidupan manusia. Sejak dahulu, mesir kuno telah menggunakan pewarna indigo dan alizarin untuk mewarnai kain. Mereka juga telah mampu mengawetkan mayat (mumi) menggunakan formalin. Di tempat lain, orang-orang Phoenix menggunakan warna “ungu kerajaan” yang diperoleh dari molusca sebagai bahan pewarna kain. Ilmu kimia yang mempelajari senyawa-senyawa organik dinamakan kimia organik. Sebagai ilmu tersendiri, kimia organik baru berkembang sejak sekitar 200 tahun yang lalu.

Sampai awal abad XIX, kimia organik (sesuai dengan namanya), didefinisikan oleh para ahli sebagai ilmu kimia yang mempelajari senyawa yang datang dari benda hidup. Pada waktu itu, bahkan para ahli berkeyakinan bahwa tidak mungkin mensintesis (membuat) suatu senyawa organik tanpa melalui proses metabolisme makhluk hidup (kekuatan vital atau vital force). Senyawa-senyawa kimia seperti urea dan gula hanya bisa dibuat oleh makhluk hidup, dan belum ada sampai saat itu metode yang dapat dilakukan untuk membuat urea atau gula dari benda mati atau anorganik. Jadi, kimia organik adalah lawan dari kimia anorganik.

Untuk itu, pada tahun 1770, seorang ahli kimia Swedia yang bernama Torbern Bergman, mendefinisikan kimia organik sebagai ilmu yang mempelajari senyawa-senyawa yang diambil dari organisme hidup, dan senyawa-senyawa tersebut membutuhkan kekuatan vital (organisme) untuk membuatnya.

Selanjutnya, pada tahun 1784 Lavoisier untuk pertama kalinya menemukan bahwa unsur penyusun utama senyawa organik adalah C, H, dan O. Dan pada tahun 1811-1831, Justus Liebig, J.J. Berzelius, dan J.B.A. Dumas mengembangkan metode kuantitatif untuk menentukan komposisi senyawa organik.

Keyakinan para ilmuwan bahwa senyawa organik harus berasal dari makhluk hidup, hanya bertahan selama 6 dasawarsa. Pada tahun 1828, salah seorang murid Berzelius yaitu Friederich Wohler, secara tidak sengaja mampu mensintesis urea dari senyawa anorganik. Pada waktu itu, dia sedang mereaksikan larutan perak sianat (AgOCN) dengan larutan amonium klorida (NH₄Cl). Reaksi ini menghasilkan larutan amonium sianat (NH₄OCN) dan endapan perak klorida (AgCl). Setelah dipisahkan, dia ingin mendapatkan kristal amonium sianat dengan cara memanaskan larutan amonium sianat. Ternyata, karena pemanasan terlalu lama, senyawa tersebut memang mengkristal, namum berubah menjadi urea [(NH₂)₂CO].

Kejadian ini menggemparkan dunia kimia pada waktu itu, urea yang merupakan senyawa organik, dapat dibuat dari amonium sianat yang merupakan senyawa anorganik. Semenjak itu, banyak sintesis senyawa organik yang dilakukan di laboratorium.

Karena kejadian itu pula (dan sintesis senyawa organik di laboratorium lainnya), definisi kimia organik pun berubah. Tahun 1861, Friederich Kekule mengusulkan bahwa kimia organik harus didefinisikan sebagai cabang ilmu kimia yang mempelajari senyawa-senyawa karbon. Akan tetapi, sebenarnya definisi ini pun tidaklah terlalu tepat, karena sebagiamana akan dipelajari, ada pula senyawa karbon yang bukan organik.

Meskipun begitu, definisi ini lebih tepat karena memang semua senyawa organik mengandung karbon, sementara senyawa karbon yang bukan organik jenisnya hanya sedikit. Berikut ini tabel yang akan memberikan gambaran beberapa perbedaan antara senyawa karbon organik dengan senyawa karbon anorganik.

Demikian sekilas pengantar kimia organik. Materi ini akan dibahas di kelas XI di kurikulum 2013.

Semoga bermanfaat buat sobat chem sekalian 

@IF'38

Read More