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
