MODUL 7 KIMIA INTI DAN RADIOAKTIF

MODUL 7 KIMIA INTI DAN RADIOAKTIF Kimia inti adalah kajian mengenai perubahan-perubahan dalam inti atom. Perubahan ini disebut reaksi inti. Peluruhan radioaktif dan transmutasi inti merupakan reaksi inti.

Dan radioaktivitas tidak dapat dilepaskan dalam

pembahasan kimia inti. Radioaktivitas adalah fenomena pemancaran partikel atau radiasi elektromagnetik oleh inti yang tidak stabil secara spontan. Semua unsur yang nomor atomnya diatas 83 adalah radioaktif. Radiasi yang dipancarkan oleh bahan radioaktif dapat mendorong elektron-elektron bila sinar ini menumbuk atom suatu benda, sehingga dihasilkan ion-ion. Kekuatan mengionisasi tergantung dari jumlah ion yang dihasilkan dari jumlah ion yang dihasilkan oleh sejumlah radiasi tertentu. Radioaktivitas suatu radioaktif berubah selama peluruhan radioaktif, dimana peluruhan radioaktif terjadi pemancaran partikel dasar secara spontan. Unsur/zat radioaktif adalah zat yang secara spontan memancarkan sinar/radiasi. Sinar yang dipancarkan disebut sinar radioaktif. Sebagai contoh adalah polonium-210 meluruh spontan menjadi timbal-206 dengan memancarkan sebuah partikel α.

A.

Perkembangan Keradioaktifan Gejala keradioaktifan pertama kali dikemukakan oleh Henry Becquerel

seorang ahli berkebangsaan Prancis pada tahun 1896. Setelah ditemukan sinar X oleh W.C. Rontgen pada tahun 1895. Pada tahun 1898 Piere Currie dan Marie Currie menemukan dua unsur radioaktif yang lain yaitu radium (Ra) dan polonium (Po). Sifat-sifat sinar radioaktif: a. Mempengaruhi/merusak film. b. Dapat mengionkan gas. UNINDRA |Modul Kimia Dasar II

1

c. Memiliki daya tembus besar. d. Menyebabkan benda yang berlapis ZnS dapat berpendar (berfluoresensi).

B.

Macam-macam Sinar Radioaktif Unsur radioaktif secara spontan memancarkan radiasi, yang berupa partikel

atau

gelombang

elektromagnetik

(nonpartikel).

Jenis-jenis

radiasi

yang

dipancarkan unsur radioaktif adalah: a. Sinar alfa (α) – Simbol: 42α atau 42𝐻𝑒 – Penemu: E. Rutherford. – Daya tembus kecil, daya ionisasi besar. – Dapat dibelokkan oleh medan listrik/magnet.

b. Sinar beta (β) – Simbol: −10β atau −10𝑒 – Penemu: E. Rutherford. – Daya tembus lebih besar daripada sinar alfa. – Daya ionisasi lebih kecil daripada sinar alfa. – Dapat dibelokkan oleh medan listrik/magnet.

c. Sinar gama (γ) – Simbol: 00γ – Penemu: Paul Ulrich Villard. – Daya tembus paling besar. – Daya ionisasi paling kecil – Tidak dapat dibelokkan oleh medan listrik/magnet. – Merupakan gelombang elektromagnetik.

UNINDRA |Modul Kimia Dasar II

2

Selain ketiga sinar tersebut diatas, radioaktif juga mempunyai partikelpartikel dasar radioaktif. Seperti ditunjukkan dalam tabel 7.1 Partikel dasar dalam radioaktif. Tabel 7.1 Partikel-partikel Dasar dalam Reaksi Inti Nama

Notasi

Muatan

Massa (sma)

atau 11H

1

1

Elektron

0 −1e

-1

0

Neutron

1 0n

0

1

Positron

0 +1e

+1

0

Proton

1 1P

Deutron

2 1H

atau 21D

+1

2

Triton Sinar Alfa

3 3 1H atau 1T 4 4 2α atau 2He

+1 +2

3 4

0 −1β

-1

0

0 0γ

0

0

Sinar Beta Sinar Gamma

C.

Struktur Inti Inti atom tersusun dari partikel-partikel yang disebut nukleon. Suatu inti

atom yang diketahui jumlah proton dan neutronnya disebut nuklida. Simbol Nuklida: 𝐴𝑍X X = unsur radioaktif A = nomor massa (jumlah p + n) Z = nomor atom (jumlah p) Contoh: 238 92U proton = 92 neutron = (238 – 92) = 143 Macam-macam nuklida: UNINDRA |Modul Kimia Dasar II

3

a. Isotop: nuklida yang mempunyai jumlah proton sama tetapi jumlah neutron berbeda. Contoh: 206 82 Pb dan

207 82 Pb

b. Isobar: nuklida yang mempunyai jumlah proton dan neutron sama tetapi jumlah proton berbeda. Contoh: 146C dan

14 7N

c. Isoton: nuklida yang mempunyai jumlah neutron sama. Contoh: 31H dan D.

4 2

He

Kestabilan inti Inti atom tersusun dari partikel proton dan neutron. 𝑛

Inti yang stabil apabila memiliki harga 𝑝 =1. Inti atom yang tidak stabil akan mengalami peluruhan menjadi inti yang lebih stabil dengan cara: a. Inti yang terletak di atas pita kestabilan

𝑝 𝑛

> 1 stabil dengan cara:

1) Pemancaran sinar beta (elektron). 14 6C

14 6N

+ −10e

2) Pemancaran neutron (jarang terjadi). 5 2He

4 2He

+ 10n

b. Inti yang terletak di bawah pita kestabilan

𝑝 𝑛

< 1 stabil dengan cara:

1) Pemancaran positron. 11 6C

11 5B

+ −10e

2) Pemancaran proton (jarang terjadi). 209 16 S

208 15 Pb

+ 11P

c. Inti yang terletak di seberang pita kestabilan (Z > 83) stabil dengan mengurangi massanya dengan cara: memancarkan sinar α. 212 84 C

208 82 N

+ 42He


4

D.

Macam-macam reaksi inti

a. Reaksi peluruhan/desintegrasi adalah reaksi inti secara spontan memancarkan sinar/partikel tertentu. Contoh: 214 82 Pb b. Reaksi

214 83

transmutasi

Bi + −10β adalah

reaksi

penembakan

inti

dengan

partikel

menghasilkan nuklida baru yang bersifat radioaktif. 30 15 P

4 Contoh: 27 13 Al + 2α

+ 10n

c. Reaksi fisi adalah reaksi pembelahan inti yang besar menjadi dua nuklida yang lebih kecil dan bersifat radioaktif. Produk dari reaksi fisi uranium, bervariasi, menghasilkan atom-atom yang bermassa lebih kecil, seperti: Ba , Kr , Zr , Te , Sr , Cs , I , La dan Xe ,dengan massa atom sekitar 95 dan 135. Sedangkan, produk dari reaksi fisi plutonium, mempunyai massa atom sekitar 100 dan 135.Rata-rata reaksi fisi pada Uranium-235 (U-235) dan Plutonium-239 (Pu239) yang disebabkan oleh neutron. neutron+ U-235→(atom-atom yang lebih kecil) + 2.52 neutron + 180MeV neutron + Pu-239 →(atom-atom yang lebih kecil) + 2.95 neutron + 200MeV Beberapa contoh: n + U-235→ Ba-144 +Kr-90+2n + 179.6 MeV 235 92U

+ 10n

139 56 Ba

94 + 36 Kr + 3 10n

d. Reaksi fusi adalah reaksi penggabungan inti yang kecil menjadi nuklida yang lebih besar. Dalam fisika, fusi nuklir (reaksi termonuklir) adalah sebuah proses saat dua inti atom bergabung, membentuk inti atom yang lebih besar dan melepaskan energi. Fusi nuklir adalah sumber energi yang menyebabkan bintang bersinar, dan bom Hidrogen meledak. Senjata nuklir adalah senjata yang menggunakan prinsip reaksi fisi nuklir dan fusi nuklir. Contoh: 21H + 31H 3 3

4 2He

+ 10n + energi

He + 3He→ 4He + 2 p + 12.9 MeV

He+T→4He+p+n+ 12.1 MeV


5

E.

Waktu Paro (paruh) Waktu paro adalah waktu yang dibutuhkan unsur radioaktif untuk

mengalami peluruhan sampai menjadi 12 kali semula (masa atau aktivitas). 𝑇

Rumus: 𝑁𝑡 = 𝑁𝑜

1 𝑡1 2 2

Nt

= massa setelah peluruhan

N0

= massa mula-mula

T

= waktu peluruhan

1

t2

= waktu paro

atau 𝑙𝑛

𝑁𝑜 0,693 = 𝑇 𝑁𝑡 𝑡21

Contoh: Suatu unsur radioaktif mempunyai waktu paro 4 jam. Jika semula tersimpan 16 gram unsur radioaktif, maka berapa massa zat yang tersisa setelah meluruh 1 hari?

F.

Deret Radioaktif 1) Deret uranium, dimulai dari 92U238 berakhir pada 82Pb206. 238 92U

206 82Pb

+ 8 2α4 + 6 -1β0


6

2) Deret thorium, dimulai dari 90Th232 berakhir pada 82Pb208. 232 90Th

208 + 82Pb

6 2α4 + 4 -1β0

3) Deret aktinium, dimulai dari 92U235 berakhir pada 82Pb207. 235 92U

G.

206 82Pb

+ 7 2α4 + 4 -1β0

Penggunaan radioisotop Radioisotop dapat digunakan sebagai perunut, sumber radiasi, dan sumber

energi. a. Radioisotop digunakan sebagai perunut/pelacak karena perpindahannya dapat diikuti berdasarkan radiasi yang dipancarkan. Contoh: 1) Bidang kedokteran – Isotop I-131: untuk diagnosis penyakit kelenjar gondok. – Isotop Na-24: untuk mengetahui penyumbatan darah pada urat. 2) Bidang arkologi Isotop C-14: untuk menentukan umur fosil. 3) Bidang pertanian Isotop P-32: untuk mempelajari cara pemupukan yang tepat. 4) Bidang hidrologi Isotop Na-24: untuk menentukan debit air dan mengetahui gerak lumpur pada sungai. 5) Bidang biologi Isotop C-14: untuk mempelajari peristiwa fotosintesis. 6) Bidang kimia Isotop O-18: untuk mempelajari mekanisme reaksi esterifikasi.

b. Radioisotop digunakan sebagai sumber radiasi karena daya tembus radiasinya serta akibat dari radiasi terhadap bahan yang dilalui. Contoh: 1) Bidang kedokteran. Isotop Co-60: untuk terapi penyakit kanker. UNINDRA |Modul Kimia Dasar II

7

2) Bidang pertanian – Untuk memberantas hama. – Untuk pembuatan bibit unggul. 3) Bidang industri Untuk mengawetkan makanan/minuman dalam kaleng.

c. Radioisotop digunakan sebagai sumber energi. Contoh:

untuk

PLTN

(Pembangkit

menggunakan reaksi fisi bahan bakar fosil

Listrik

Tenaga

Nuklir)

dengan

235 92U.

LATIHAN SOAL 1.

2.

Lengkapilah persamaan inti berikut: a.

225 89Ac

221 87 Fr

+

b.

223 87 Fr

223 88 Ra

+

c.

127 52 Te

127 52 Te

+

Isotop tertentu mempunyai waktu paruh 3 tahun. Berapa dari 8 gram sampel isotop yang tersisa sesudah 12 tahun?

3.

Hitunglah waktu yang diperlukan bagi sampel radioaktif untuk mengurangi 7/8 dari atom yang ada dalam isotop induk, jika waktu paruhnya 32 s!

4.

Lengkapi persamaan inti berikut ini: a.

235 92U

b.

14 7N

+ 10n + 42α

140 56 Ba ? ?O

94 + 36 U + ? 10n

+ 11H


8

MODUL 8 KINETIKA KIMIA A.

Laju Reaksi Kinetika kimia adalah ilmu yang mempelajari laju reaksi, atau seberapa

cepat proses reaksi berlangsung dalam waktu tertentu.Kinetika kimia menjelaskan hubungan antara perubahan konsentrasi reaktan (atau produk) sebagai fungsi waktu. Laju reaksi dinyatakan sebagai perubahan konsentrasi dari produk atau reaktan terhadap waktu. Atau, Laju reaksi kimia adalah jumlah mol reaktan per satuan volume yang bereaksi dalam satuan waktu tertentu. Sebagai contoh, andaikan kita memiliki suatu reaksi antara dua senyawa A dan B. Misalkan setidaknya salah satu mereka merupakan zat yang bisa diukur konsentrasinya-misalnya, larutan atau dalam bentuk gas.

Untuk reaksi ini kita dapat mengukur laju reaksi dengan menyelidiki berapa cepat konsentrasi, katakan A, berkurang per detik. Contoh : Pada suhu 45oC, senyawa AB terurai menjadi A dan B. Konsentrasi AB mulamula 0,6 mol/l, dan setelah 20 detik tinggal 0,4 mol/l. Tentukan laju rata-rata reaksi selama 20 detik pertama! Jawab : AB

A+B

Δ[AB] = (0,4 – 0,6) mol/l = - 0,2 mol/l Δt

= (30 – 0) s = 20 s

r

=−

∆ 𝐴𝐵 ∆𝑡

0,2

= − 20 = 0,01 mol/l/s


9

Berdasarkan jumlah molekul yang bereaksi, reaksi terdiri atas : 1. Reaksi unimolekular : hanya 1 mol reaktan yang bereaksi Contoh : N2O5  N2O4 + ½ O2 2. Reaksi bimolekular : ada 2 mol reaktan yang bereaksi Contoh : 2 HI  H2 + I2 3. Reaksi termolekular : ada 3 mol reaktan yang bereaksi Contoh : 2 NO + O2  2NO2 Berdasarkan banyaknya fasa yang terlibat, reaksi terbagi menjadi : 1. Reaksi homogen : hanya terdapat satu fasa dalam reaksi (gas atau larutan) 2. Reaksi heterogen : terdapat lebih dari satu fasa dalam reaksi B. 1.

Faktor yang Mempengaruhi Laju Reaksi Konsentrasi: molekul-molekul harus saling bertumbukan untuk bereaksi. Semakin banyak molekul yang terlibat, kemungkinan terjadi tumbukan makin besar, reaksi terjadi lebih cepat: laju ~frekuensi tumbukan ~ konsentrasi.

2.

Wujud fisik: molekul-molekul harus bercampur agar bereaksi. Frekuensi tumbukan anta rmolekul bergantung pada wujud fisik reaktan. Semakin besar luas permukaan per satuan volume reaktan, semakin banyak kontak yang terjadi, reaksi akan makin cepat.

3.

Temperatur: molekul-molekul harus bertumbukan dengan energi yang cukup agar bereaksi. Semakin tinggi temperatur, akan lebih banyak tumbukan yang terjadi per satuan waktu karena meningkatkan energi tumbukan: laju ~ energy tumbukan ~ temperatur.

4.

Pengadukan/mekanik: mempermudah peristiwa tumbukan antar molekul sehingga reaksi mudah terjadi.


10

5.

Cahaya atau bentuk energi lainnya yang akan memudahkan tercapainya energi pengaktifan untuk terjadinya reaksi.

6.

Katalis: adanya suatu zat yang ketika berinteraksi dengan reaktan akan memberikan jalur baru yang energy pengaktifasiannya lebih rendah dari semula, sehingga reaksi lebih cepat terjadi.

C.

Persamaan Laju Reaksi Untuk reaksi umum: aA + bB

cC + dD

Persamaan laju reaksinya adalah : Laju reaksi = - 1/a d[A]/dt = - 1/b d[B]/dt = + 1/c d[C]/dt = 1/d d[D]/dt Contoh : Untuk reaksi: 2A + B

3C + 4 D

berlaku: - 1/2d[A]/dt = - d[B]/dt = +1/3 d[C]/dt = +1/4 d[D]/dt, dimana tanda negatif menunjukkan pengurangan jumlah, sedangkan tanda + menunjukkan peningkatan jumlah. Hukum Laju dan Komponennya 

Hukum laju menggambarkan hubungan antara laju sebagai fungsi konsentrasi pereaksi, konsentrasi produk, dan temperatur.



Laju reaksi hanya bergantung pada konsentrasi pereaksi dan temperatur saja.



Pertama-tama kita pusatkan perhatian pada pengaruh konsentrasi pereaksi terhadap laju reaksi pada temperatur tetap.



Untuk reaksi: aA + bB +…. m

cC + dD +….., maka hukum lajunya adalah:

n

laju = r = k[A] [B] …. 

Nilai k adalah tetapan laju yang bersifat spesifik untuk reaksi tertentu dan temperatur tertentu, ditentukan dari percobaan.



Nilai m dan n disebut orde reaksi yang ditentukan berdasarkan percobaan, bukan dari persamaan reaksinya.



Beberapa contoh: NO(g) + O3(g)

NO2(g) + O2(g) UNINDRA |Modul Kimia Dasar II

11

hukum laju secara percobaan diperoleh: r = k[NO][O3]. Dalam hal ini reaksi berorde pertama terhadap konsentrasi NO maupun O3. 

Reaksi: 2NO(g) + 2H2(g)

N2(g) + 2H2(g), memiliki hukum laju: r =

k[NO]2[H2], yaitu berorde dua terhadap konsentrasi NO dan berorde pertama terhadap H2. Orde reaksi total = 2 + 1 = 3. Contoh : Reaksi F + G

H, mempunyai persaman laju reaksi

r = k [F]2[G] a. Hitunglah orde reaksinya! b. Bila konsentrasi F dan G keduanya diperbesar 3 kali semula, berapa kali semulakah laju reaksinya? Jawab: a. Orde reaksi = 2 + 1 = 3 b. r1 = k [F]2[G] r2 = k x [3F]2[3G] = 27 k [F]2[G] = 27 r1

D.

Orde Reaksi Secara kuantitatif, kecepatan reaksi kimia ditentukan oleh orde reaksi, yaitu

jumlah dari eksponen konsentrasi pada persamaan kecepatan reaksi. 1. Reaksi Orde Nol Pada reaksi orde nol, kecepatan reaksi tidak tergantung pada konsentrasi reaktan. Persamaan laju reaksi orde nol dinyatakan sebagai : -

dA = k0 dt

A - A0 = - k0 . t A = konsentrasi zat pada waktu t A0 = konsentrasi zat mula – mula Contoh reaksi orde nol ini adalah reaksi heterogen pada permukaan katalis.


12

2. Reaksi Orde Satu Pada reaksi prde satu, kecepatan reaksi berbanding lurus dengan konsentrasi reaktan. Persamaan laju reaksi orde satu dinyatakan sebagai : -

dA = k1 [A] dt

-

dA = k1 dt [ A]

ln

[ A0] = k1 (t – t0) [ A]

Bila t = 0  A = A0 ln [A] = ln [A0] - k1 t [A] = [A0] e-k1t Tetapan laju (k1) dapat dihitung dari grafik ln [A] terhadap t, dengan –k1 sebagai gradiennya. ln [A]0 ln [A] gradien = -k1

t

Gambar 7.1. Grafik ln [A] terhadap t untuk reaksi orde satu

Cara menentukan orde reaksi : Perhatikan contoh berikut, reaksi: 2NO2(g)

2NO(g) + O2(g)

diperoleh serangkaian data berikut: Percobaan 1 2 3

Konsentrasi NO2 (mol/l) 0,1 x 10-2 0,3 x 10-2 0,6 x 10-2

Laju pembentukan NO (mol/l/s) 2 18 72 UNINDRA |Modul Kimia Dasar II

13

Tentukan : a.

persamaan laju reaksi

b.

konstanta laju reaksi

Jawab : a.

Persamaan umum laju reaksi adalah: r = k [NO2]m. Perhatikan perbandingan konsentrasi dengan perbandingan laju masingmasing percobaan. Lihat percobaan 2 dan 1, Laju 2 = k [NO2]2m Laju 1 = k [NO2]1m 18

= [0,3 x 10-2]m

2

= [0,1 x 10-2]m 9 = 3m 2 = m

Jadi, persamaan laju reaksinya r = k [NO2]2 b.

Sebagai contoh kita menggunakan percobaan 1 k =

r [NO2]2

k =

2 [0,1 x 10-2]2

= 2 x 105 s-1

LATIHAN SOAL 1. Berikut data percobaan untuk reaksi: A2 + 2C ---> 2AC [A2] awal

[C] awal

Laju Reaksi

0,1

0,1

2 M/detik

0,1

0,2

8 M/detik

0,2

0,2

16 M/detik

Pertanyaan: a.

Tentukan orde reaksi terhadap A2 UNINDRA |Modul Kimia Dasar II

14

b.

Tentukan orde reaksi terhadap C

c.

Tentukan persamaan laju reaksi

d.

Tentukan orde reaksi total

e.

Tentukan harga dan satuan tetapan jenis reaksi, k

f.

Tentukan laju reaksi jika konsentrasi A2 = 0,25 M, dan konsentrasi C = 0,75M

2. Gas Nitrogen oksida dan gas bromida bereaksi pada 0oC menurut Persamaan : 2NO + Br2 ---> 2 NOBr Laju reaksi diikuti dengan mengukur pertambahan konsentrasi NOBr dan diperoleh data sebagai berikut: [NO] awal

[Br2] awal

Laju Reaksi

0,1

0,1

12 M/detik

0,1

0,2

24 M/detik

0,2

0,1

48 M/detik

0,3

0,1

108 M/detik

Pertanyaan: a.

Tentukan orde reaksi terhadap NO

b.

Tentukan orde reaksi terhadap Br2

c.

Tentukan persamaan laju reaksi

d.

Tentukan orde reaksi total

e.

Tentukan harga dan satuan tetapan jenis reaksi, k

f.

Tentukan laju reaksi jika konsentrasi NO dan Br2 masing-masimg 0,4 M


15

MODUL 9 SENYAWA HIDROKARBON A.

Senyawa Hidrokarbon Senyawa hidrokarbon merupakan senyawa karbon yang paling sederhana.

Dari namanya, senyawa hidrokarbon adalah senyawa karbon yang hanya tersusun dari atom hidrogen dan atom karbon. Berdasarkan susunan atom karbon dalam molekulnya, senyawa karbon terbagi dalam 2 golongan besar, yaitu senyawa alifatik dan senyawa siklik.

1.

Senyawa hidrokarbon alifatik Senyawa hidrokarbon alifatik adalah senyawa karbon yang rantai C nya

terbuka dan rantai C itu memungkinkan bercabang. Berdasarkan jumlah ikatannya, senyawa hidrokarbon alifatik terbagi menjadi senyawa alifatik jenuh dan tidak jenuh. a. Senyawa alifatik jenuh adalah senyawa alifatik yang rantai C nya hanya berisi ikatan-ikatan tunggal saja. Golongan ini dinamakan alkana. b. Senyawa alifatik tak jenuh adalah senyawa alifatik yang rantai C nya terdapat ikatan rangkap dua atau rangkap tiga. Jika memiliki rangkap dua dinamakan alkena dan memiliki rangkap tiga dinamakan alkuna. 2.

Senyawa hidrokarbon siklik Senyawa hidrokarbon siklik adalah senyawa karbon yang rantai C nya

melingkar dan lingkaran itu mungkin juga mengikat rantai samping. Golongan ini terbagi lagi menjadi senyawa alisiklik dan aromatik. a. Senyawa alisiklik yaitu senyawa karbon alifatik yang membentuk rantai tertutup. Contoh senyawa alisiklik:

Siklopropana

Siklobutana UNINDRA |Modul Kimia Dasar II

16

b. Senyawa aromatik yaitu senyawa karbon yang terdiri dari 6 atom C yang membentuk rantai benzena. Contoh senyawa aromatik.

B.

Reaksi-reaksi Senyawa Hidrokarbon Reaksi senyawa hidrokarbon pada umumnya merupakan pemutusan dan

pembentukan ikatan kovalen. Ada beberapa jenis reaksi senyawa hidrokarbon, diantaranya yaitu reaksi substitusi, adisi,oksidasi dan eliminasi.

1.

Reaksi Subtitusi Pada reaksi substitusi, atom atau gugus atom yang terdapat dalam suatu

molekul digantikan oleh atom atau gugus atom lain. Reaksi substitusi umumnya terjadi pada senyawa yang jenuh (semua ikatan karbon-karbon merupakan ikatan tunggal), tetapi dengan kondisi tertentu dapat juga terjadi pada senyawa tak jenuh. Contoh: Halogenasi hidrokarbon (penggantian atom H oleh halogen)

2.

Reaksi Adisi Reaksi adisi terjadi pada senyawa yang mempunyai ikatan rangkap dua atau

rangkap tiga, senyawa alkena atau senyawa alkuna, termasuk ikatan rangkap karbon dengan atom lain. Dalam reaksi adisi, molekul senyawa yang mempunyai ikatan rangkap menyerap atom atau gugus atom sehingga ikatan rangkap berubah menjadi ikatan tunggal. Untuk alkena atau alkuna, bila jumlah atom H pada kedua atom C ikatan rangkap berbeda, maka arah adisi ditentukan oleh kaidah Markovnikov, yaitu atom H akan terikat pada atom karbon yang lebih banyak atom H-nya. Contoh:

3.

Reaksi Eliminasi Pada reaksi eliminasi, molekul senyawa berikatan tunggal berubah menjdi

senyawa berikatan rangkap dengan melepas molekul kecil. Sebagai contoh:


17

Eliminasi air (dehidrasi) dari alkohol. Apabila dipanaskan dengan asam sulfat pekat pada suhu sekitar 1800C, alkohol dapat mengalami dehidrasi membentuk alkena.

4.

Reaksi Oksidasi Apabila senyawa alkana dibakar menggunakan oksigen, senyawa yang

dihasilkan ialah karbon dioksida dan air. Reaksi tersebut dikenal dengan reaksi oksidasi atau pembakaran. Sebagai contoh: C2H6 + 3,5 O2 -------------> 2CO2 + 3H2O

C.

Alkana, Alkena dan Alkuna

1.

Alkana (CnH2n+2) Sifat umum: -

Hidrokarbon jenuh (alkana rantai lurus dan siklo/cincin alkana)

-

Disebut golongan parafin : affinitas kecil (=sedikit gaya gabung)

-

Sukar bereaksi

-

C1 – C4 : pada t dan p normal adalah gas

-

C4 – C17 : pada t dan p normal adalah cair

-

> C18 : pada t dan p normal adalah padat

-

Titik didih makin tinggi : terhadap penambahan unsur C

-

Jumlah atom C sama : yang bercabang mempunyai TD rendah

-

Kelarutan : mudah larut dalam pelarut non polar

-

BJ naik dengan penambahan jumlah unsur C

-

Sumber utama gas alam dan petrolium

Struktur : CnH2n+2

CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3 (heksana) sikloheksana


18

Tata nama: Untuk nilai “n”

R

Nama

1

CH4

Metana

2

C2H6

Etana

3

C3H8

Propana

4

C4H10

Butana, dst.

Pembuatan alkana : 

Hidrogenasi senyawa Alkena



Reduksi Alkil Halida



Reduksi metal dan asam

Penggunaan alkana : ä

Metana : zat bakar, sintesis, dan carbon black (tinta,cat,semir,ban)

ä

Propana, Butana, Isobutana : zat bakar LPG (Liquified Petrolium Gases)

ä

Pentana, Heksana, Heptana : sebagai pelarut pada sintesis

2.

Alkena (CnH2n) Sifat umum: -

Hidrokarbon tak jenuh ikatan rangkap dua

-

Alkena = olefin (pembentuk minyak)

-

Sifat fisiologis lebih aktif (sbg obat tidur) : 2-metil-2-butena

-

Sifat sama dengan Alkana, tapi lebih reaktif

Struktur : CnH2n

CH3-CH2-CH=CH2 (1-butena)

Tata nama: Untuk nilai “n”

R

Nama

2

C2H4

Etena

3

C3H6

Propena

4

C4H8

Butena, dst.


19

Etena = etilena = CH2=CH2 -

Sifat-sifat : gas tak berwarna, dapat dibakar, bau yang khas, eksplosif dalam udara (pada konsentrasi 3 – 34 %)

-

Terdapat dalam gas batu bara biasa pada proses “cracking”

-

Pembuatan : pengawahidratan etanaol

Penggunaan etena : ä

Dapat digunakan sebagai obat bius (dicampur dengan O2)

ä

Untuk memasakkan buah-buahan

ä

Sintesis zat lain (gas alam, minyak bumi, etanol)

Pembuatan alkena : 

Dehidrohalogenasi alkil halide



Dehidrasi alcohol



Dehalogenasi dihalida



Reduksi alkuna

3.

Alkuna (CnH2n-2) Sifat umum: -

Hidrokarbon tak jenuh mempunyai ikatan rangkap tiga

-

Sifat-sifatnya menyerupai alkena, tetapi lebih reaktif Struktur :

CnH2n-2

CH=CH (etuna/asetilen)

Etuna = asetilen => CH=CH Pembuatan : CaC2 + H2O ------ C2H2 + Ca(OH)2 Sifat-sifat : 

Suatu senyawaan endoterm, maka mudah meledak



Suatu gas, tak berwarna, baunya khas


20

Penggunaan etuna : o

Pada pengelasan : dibakar dengan O2 memberi suhu yang tinggi (+3000oC), dipakai untuk mengelas besi dan baja

o

Untuk penerangaan

o Untuk sintesis senyawa lain Pembuatan alkuna  

D.

Dehidrohalogenasi alkil halide Reaksi metal asetilida dengan alkil halida primer

GUGUS FUNGSI Gugus fungsi merupakan bagian aktif dari senyawa karbon yang

menentukan sifat-sifat senyawa karbon. Gugus fungsi tersebut berupa ikatan karbon rangkap dua, ikatan karbon rangkap tiga, dan atom/ gugus atom. Meskipun senyawa-senyawa karbon mempunyai unsur dasar sama yaitu karbon, tetapi sifatsifatnya jauh berbeda satu dengan yang lainnya. Perbedaan ini disebabkan oleh gugus fungsi yang diikat berbeda. Tabel 9.1 Beberapa Gugus Fungsi Senyawa Karbon. No

Gugus

Deret

Rumus

Contoh

Nama

Rumus

Fungsi

homolog

Umum

Rumus

IUPAC

Molekul

Struktur 1.

-OH

alkanol

R-OH

CH3-

etanol

CnH2n+2O

2

-O-

alkoksi

R-O-R

CH2OH

metoksi

CnH2n+2O

CH3-O-

metana

alkana/eter

CH3 3

4

-CHO

-CO-

alkanal/al-

R-CHO

CH3-CO-

dehid

CH3

alkanon/ke R-CO-R

CH3-

ton

CH2CHO

propanal

CnH2nO

propanon

CnH2nO


21

5

-COOH asam

R-COOH

alkanoat

6

-COOR

alkyl

R-COOR

alkanoat

CH3-

asam

COOH

etanoat

CH3-

metil

COO-

etanoat

CnH2nO2

CnH2O2

CH3

ALKOHOL 1.

Rumus Umum Senyawa alkohol atau alkanol dapat dikatakan senyawa alkana yang satu

atom H–nya diganti dengan gugus –OH (hidroksil). Sehingga seperti terlihat pada tabel rumus umum senyawa alkohol adalah R–OH dimana R adalah gugus alkil. Untuk itu rumus umum golongan senyawa alkohol juga dapat ditulis CnH2n+1–OH Contoh : Gugus alkil dan rumus molekul alkoholnya Untuk Nilai “ n “

R

Rumus Molekul Alkohol

1

CH3

CH3– OH

2

C2H5

C2H5– OH

3

C3H7

C3H7– OH

2.

Tata Nama Penamaan senyawa alkohol prinsipnya ada dua cara yaitu :

1) Dengan aturan IUPAC yaitu menggunakan nama senyawa alkananya dengan mengganti akiran “ ana “ dalam alkana menjadi “ anol “ dalam alkoholnya. 2) Dengan sistem Trivial yaitu dengan menyebutkan nama gugus alkilnya diikuti kata alkohol. Contoh :


22

Contoh penamaan alkohol Rumus Molekul

Nama IUPAC

Nama Trivial

CH3– OH

Metanol

Metil alkohol

C2H5– OH

Etanol

Etil alkohol

C3H7– OH

Propanol

Propil alkohol

C4H9– OH

Butanol

Butil alkohol

ETER/ALKOKSI ALKANA 1.

Rumus Umum Eter atau alkoksi alkana adalah golongan senyawa yang mempunyai dua

gugus alkyl yang terikat pada satu atom oksigen. Dengan demikian eter mempunyai rumus umum :R–O–R dimana R adalah gugus alkil, boleh sama boleh tidak. Contoh : CH3–CH2–O–CH2–CH3

R = R (eter homogen)

CH3–O–CH2–CH2–CH3 R-R(eter majemuk)

2.

Penamaan Eter Ada dua cara penamaan senyawa-senyawa eter, yaitu :

1) Menurut IUPAC, eter diberi nama sesuai nama alkananya dengan awalan “ alkoksi “ dengan ketentuan sebagai berikut : – rantai karbon terpendek yang mengikat gugus fungsi –O– ditetapkan sebagai gugus fungsi alkoksinya. – rantai karbon yang lebih panjang diberi nama sesuai senyawa alkananya 2) Menurut aturan trivial, penamaan eter sebagai berikut : menyebutkan nama kedua gugus alkil yang mengapit gugus –O– kemudian diberi akiran eter. Contoh : Tata nama eter Rumus Struktur Eter Nama IUPAC Nama Trivial CH3–CH2–O–CH2–CH3

Etoksi etana/ Dietil eter / etil etil eter UNINDRA |Modul Kimia Dasar II

23

CH3–O–CH2–CH2–CH3

Metoksi propana /Metil propil eter

CH3–CH2–O–CH2–CH2–CH3

Etoksi propana/ Etil propil eter

ALDEHIDA Aldehid sebagai senyawa karbonil, gugus aldehid (gugus karbonil yang mengikat atom hidrogen) selalunya dituliskan sebagai -CHO - dan tidak pernah dituliskan sebagai COH. Oleh karena itu, penulisan rumus molekul aldehid terkadang sulit dibedakan dengan alkohol. Misalnya etanal dituliskan sebagai CH3CHO. Penamaan aldehid didasarkan pada jumlah total atom karbon yang terdapat dalam rantai terpanjang - termasuk atom karbon yang terdapat pada gugus karbonil. Jika ada gugus samping yan terikat pada rantai terpanjang tersebut, maka atom karbon pada gugus karbonil selalu dianggap sebagai atom karbon nomor 1. Contoh : a) CH3–CHO

Etanal

b) CH3–CH2–CHO

Propanal

KETON / ALKANON 1.

Rumus Umum Alkanon merupakan golongan senyawa karbon dengan gugus fungsi karbonil

(C=O). Gugus fungsi karbonil terletak di tengah, diapit dua buah alkil. Sehingga alkanon mempunyai rumus umum sebagai berikut : R-CO-R

2. Tata Nama Penamaan senyawa-senyawa alkanon atau keton juga ada dua cara yaitu : 1. Menurut IUPAC mengikuti nama alkanannya dengan mengganti akhiran “ana” dalam alkana menjadi “ anon “ dalam alkanon. 2. Dengan cara Trivial yaitu dengan menyebutkan nama kedua gugus alkilnya, kemudian diakhiri akhiran “keton”.


24

Contoh : Tabel tata nama alkanon/keton Rumus Struktur

Nama IUPAC

Nama Trivial

CH3–CO–CH3

2, Propanon

Dimetil Keton

CH3–CH2–CO –CH2–CH3

3, Pentanon

Dietil Keton

CH3–CO –CH2–CH2–CH3

2, Pentanon

Metil Propil Keton

CH3–CH2–CO –CH3

2, Butanon

Etil Metil Keton

ASAM ALKANOAT/ASAM KARBOKSILAT 1.

Rumus Umum Asam alkanoat atau asam karboksilat merupakan golongan senyawa karbon

yangmempunyai gugus fungsional –COOH terikat langsung pada gugus alkil, sehingga rumus umum asam alkanoat adalah : R-COOH.

2.

Tata Nama Penamaan senyawa -senyawa asam alkanoat atau asam karboksilat juga ada cara cara yaitu:

1. Menurut IUPAC : mengikuti nama alkananya dengan menambahkan nama asam di depannya dan mengganti akhiran “ ana “ pada alkana dengan akiran “ anoat “ pada asam Alkanoat. 2. Menurut Trivial, penamaan yang didasarkan dari sumber penghasilnya.

Contoh: Penamaan senyawa asam karboksilat Rumus Struktur

Nama IUPAC

Nama Trivial

HCOOH

Asam Metanoat

Asam Format

CH3COOH

Asam Etanoat

Asam Asetat

C2H5COOH

Asam Propanoat

Asam Propionat

CH3(CH2)COOH

Asam Butanoat

Asam Butirat


25

CH3(CH2)3COOH

Asam Pentanoat

Asam Valerat

CH3(CH2)4COOH

Asam Heksanoat

Asam Kaproat

ESTER ATAU ALKIL ALKANOAT 1.

Rumus Umum Ester merupakan senyawa turunan asam alkanoat, dengan mengganti gugus

hidroksil (–OH) dengan gugus –OR. Sehingga senyawa alkil alkanoat mempunyai rumus umum:R-COOR R dan R merupakan gugus alkil, bisa sama atau tidak. Contoh : 1) CH3–COO–CH3

R = R yaitu CH3

2) CH3–CH2–COO–CH3

R = CH3–CH2(C2H5) dan R= CH3

2.

Tata Nama Untuk memberi nama senyawa ester, disesuaikan dengan nama asam alkanoat

asalnya, dan kata asam diganti dengan kata dari nama gugus alkilnya.

Contoh: : Rumus Struktur

Nama IUPAC

CH3–COOCH3

Metil Etanoat

CH3–COOCH2CH3

Etil etanoat

CH3-CH2-COO-CH2-CH3

Etil Propanoat

CH3-CH2-COO-CH2CH2CH3

Propil Propanoat

E.

KEGUNAAN SENYAWA KARBON

Haloalkana Kloroform (CHCl3) digunakan sebagai obat bius atau pemati rasa (anestesi) yang kuat. Kerugiannya, CHCl3 dapat mengganggu hati. C2H5Cl (kloroetana)


26

digunakan sebagai anestesi lokal (pemati rasa nyeri lokal). Ini digunakan pada pemain sepak bola dengan cara disemprotkan pada daerah yang sakit. Freon (dikloro difluoro metana) digunakan sebagai pendorong pada produksi aerosol. Freon juga banyak digunakan sebagai gas pendingin pada AC (Air Conditioned), lemari es, dan lain-lain.

Alkohol Alkohol yang dihasilkan dari fermentasi merupakan komponen pada minuman bir, anggur, dan wiski. Sedangkan alkohol teknis digunakan untuk pelarut, antiseptik pada luka, dan bahan bakar.

Eter Dalam kehidupan sehari-hari eter yang paling banyak digunakan adalah dietil eter, yaitu sebagai obat bius dan pelarut senyawa nonpolar.

Aldehid Metanal atau formaldehid adalah aldehid yang banyak diproduksi karena paling banyak kegunaannya. Misalnya untuk membuat formalin yaitu larutan 30–40% formaldehid dalam air. Formalin digunakan untuk mengawetkan preparat-preparat anatomi.

Keton Senyawa keton yang paling dikenal dalam kehidupan sehari-hari adalah aseton (propanon). Kegunaan aseton yaitu sebagai pelarut senyawa karbon, misalnya untuk membersihkan cat kuku (kutek), melarutkan lilin, dan plastik.

Asam korboksilat Selain asam formiat pada semut dan asam asetat pada cuka, ada juga asam karboksilat lain seperti: a) asam laktat pada susu, b) asam sitrat pada jeruk, UNINDRA |Modul Kimia Dasar II

27

c) asam tartrat pada anggur, d) asam glutamat pada kecap (garam glutamate dikenal dengan nama MSG atau monosodium glutamat dipakai untuk penyedap masakan.

Ester Senyawa ester dengan rantai pendek (ester yang berasal dari asam karboksilat suku rendah dengan alkohol suku rendah) banyak terdapat dalam buahbuahan yang menimbulkan aroma dari buah tersebut, sehingga disebut ester buah-buahan. Senyawa ester ini banyak digunakan sebagai penyedap atau esens.

Benzena Benzena adalah senyawa organik siklik (berbentuk cincin) dengan enam atom karbon yang bergabung membentuk cincin segi enam. Rumus molekulnya adalah C6H6. Kegunaannya, untuk karbol, zat pewarna, bahan peledak

LATIHAN SOAL 1. Tentukan nama dari masing-masing senyawa organik berikut ini!

CH3 3. CH3– CH2 – CH – C – CH – CH2 – CH3 4. OH Br C3H7 2. Tuliskan rumus struktur dari nama senyawa berikut? a. 4-etil-2,3-dimetil heptanol

c. 3-etil-2,2,5-trimetil pentanal

b. 4-metil-2-etoksi pentana

d. butil metanoat UNINDRA |Modul Kimia Dasar II

28

REFERENSI

Brady, JE.- Pudjaatmaka & Suminar (1994). Kimia Universitas Asas dan Struktur. Jakarta: Erlangga Departemen Pendidikan dan Kebudayaan. 1981. Petunjuk Praktikum Ilmu Kimia I untuk SMA. Jakarta. Holman, John R (1994). General Chemistry. John Wiley & Sons Johson S (2004). 1001 Plus Soal & Pembahasan Kimia. Jakarta: Erlangga Karyadi, Benny (1997). Kimia 2. Jakarta: Departemen Pendidikan dan Kebudayaan RI Keenan, Charles W – Pudjaatmaka (1999). Ilmu Kimia Universitas. Jakarta: Erlangga Klug, S William, Cummings R. M. (1996). Essentials of Genetics. New Jersey: Prentice Hall Liliasari (1995). Kimia 3. Jakarta: Departemen Pendidikan dan Kebudayaan RI Mulyono HAM (1997). Kamus Kimia. Bandung: Ganeca Silatama Petrucci, Ralph H – Suminar (1999). Kimia Dasar Prinsip dan Terapan Modern. Jakarta: Erlangga Purba, Michael (1997). Ilmu Kimia untuk SMU kelas 2 jilid 2A dan 2B. Jakarta: Erlangga Purba, Michael (1997). Ilmu Kimia untuk SMU kelas 3 jilid 3A. Jakarta: Erlangga Sudarmo, Unggul (2004). Kimia untuk SMA Kelas XI. Jakarta: Erlangga Sunarya, Yayan (2003). Kimia Dasar 2 : Prinsip-Prinsip Kimia Terkini. Bandung : Alkemi Grafisindo Press Syukri (1999). Kimia Dasar 1. Bandung : Penebit ITB


29


30

MODUL 7 KIMIA INTI DAN RADIOAKTIF

Recommend Documents