Model tiruan dari molekul metana, CH4.
Metana merupakan salah satu contoh hidrokarbon yang masuk dalam kategori
alkana,
hanya mempunyai 1 jenis ikatan saja.
Dalam bidang kimia, hidrokarbon
adalah sebuah senyawa yang terdiri dari unsur atom karbon (C) dan
atom hidrogen
(H). Seluruh hidrokarbon memiliki rantai karbon dan atom-atom hidrogen yang
berikatan dengan rantai tersebut. Istilah tersebut digunakan juga sebagai
pengertian dari hidrokarbon alifatik.
Sebagai contoh, metana (gas rawa)
adalah hidrokarbon dengan satu atom karbon dan empat atom hidrogen: CH4.
Etana
adalah hidrokarbon (lebih terperinci, sebuah alkana) yang terdiri dari dua atom
karbon bersatu dengan sebuah ikatan tunggal, masing-masing mengikat tiga atom
karbon: C2H6. Propana
memiliki tiga atom C (C3H8) dan seterusnya (CnH2·n+2).
Klasifikasi hidrokarbon
Hidrokarbon jenuh/tersaturasi (alkana) adalah
hidrokarbon yang paling sederhana. Hidrokarbon ini seluruhnya terdiri dari
ikatan tunggal dan terikat dengan hidrogen. Rumus umum untuk hidrokarbon
tersaturasi adalah CnH2n+2. Hidrokarbon
jenuh merupakan komposisi utama pada bahan bakar fosil dan ditemukan dalam
bentuk rantai lurus maupun bercabang. Hidrokarbon dengan rumus molekul
sama tapi rumus strukturnya berbeda
dinamakan isomer struktur.
1. Hidrokarbon tak jenuh/tak
tersaturasi adalah hidrokarbon yang memiliki satu atau lebih ikatan rangkap,
baik rangkap dua maupun rangkap tiga. Hidrokarbon yang mempunyai ikatan rangkap
dua disebut dengan alkena,
dengan rumus umum CnH2n. Hidrokarbon yang
mempunyai ikatan rangkap tiga disebut alkuna, dengan
rumus umum CnH2n-2.
2. Sikloalkana
adalah hidrokarbon yang mengandung satu atau lebih cincin karbon. Rumus umum
untuk hidrokarbon jenuh dengan 1 cincin adalah CnH2n.
3. Hidrokarbon aromatik, juga dikenal dengan arena, adalah hidrokarbon
yang paling tidak mempunyai satu cincin aromatik.
Hidrokarbon dapat berbentuk gas (contohnya metana dan propana),
cairan
(contohnya heksana
dan benzena),
lilin atau padatan dengan titik didih rendah (contohnya paraffin wax dan naftalena) atau polimer
(contohnya polietilena, polipropilena
dan polistirena).
Ciri-ciri umum
1.
Memiliki
struktur molekulnya berbeda, maka rumus empiris antara hidrokarbon pun juga
berbeda antar lain jumlah hidrokarbon
yang diikat pada alkena dan alkuna pasti lebih sedikit karena atom karbonnya
berikatan rangkap.
2.
Kemampuan
hidrokarbon untuk berikatan dengan dirinya sendiri disebut dengan katenasi, dan menyebabkan
hidrokarbon bisa membentuk senyawa-senyawa yang lebih kompleks, seperti sikloheksana
atau arena seperti benzena. Kemampuan ini didapat karena karakteristik ikatan di
antara atom karbon bersifat non-polar.
3.
Sesuai
dengan teori ikatan valensi, atom karbon harus memenuhi
aturan "4-hidrogen" yang menyatakan jumlah atom maksimum yang
dapat berikatan dengan karbon, karena karbon mempunyai 4 elektron valensi.
Dilihat dari elektron valensi ini, maka karbon mempunyai 4 elektron yang bisa
membentuk ikatan kovalen atau ikatan dativ.
4.
Hidrokarbon
bersifat hidrofobik dan termasuk
dalam lipid.
5.
Beberapa
hidrokarbon tersedia melimpah di tata surya. Danau berisi metana dan etana cair
telah ditemukan pada Titan, satelit alam terbesar Saturnus, seperti
dinyatakan oleh Misi Cassini-Huygens.
Hidrokarbon Sederhana
|
Jumlah
atom
karbon |
Alkana(1
ikatan)
|
Alkena(2
ikatan)
|
Alkuna
(3 ikatan)
|
||
|
1
|
–
|
–
|
|||
|
2
|
Etena
(etilena)
|
Etuna
(asetilena)
|
–
|
–
|
|
|
3
|
Propena (propilena)
|
Propuna (metilasetilena)
|
Propadiena (alena)
|
||
|
4
|
Butena (butilena)
|
||||
|
5
|
Pentadiena (piperylene)
|
||||
|
6
|
|||||
|
7
|
|||||
|
8
|
|||||
|
9
|
|||||
|
10
|
Penggunaan
Hidrokarbon
adalah salah satu sumber energi paling
penting di bumi. Penggunaan yang utama adalah sebagai sumber bahan bakar.
Dalam bentuk padat, hidrokarbon adalah salah satu komposisi pembentuk aspal.
Hidrokarbon dulu
juga pernah digunakan untuk pembuatan klorofluorokarbon, zat
yang digunakan sebagai propelan pada semprotan nyamuk. Saat ini klorofluorokarbon
tidak lagi digunakan karena memiliki efek buruk terhadap lapisan ozon.
Metana dan etana berbentuk gas dalam
suhu ruangan dan tidak mudah dicairkan dengan tekanan begitu saja. Propana
lebih mudah untuk dicairkan, dan biasanya dijual di tabung-tabung dalam bentuk
cair. Butana
sangat mudah dicairkan, sehingga lebih aman dan sering digunakan untuk pemantik
rokok. Pentana
berbentuk cairan bening pada suhu ruangan, biasanya digunakan di industri
sebagai pelarut
wax dan gemuk. Heksana
biasanya juga digunakan sebagai pelarut kimia dan termasuk dalam komposisi bensin.
Heksana,
heptana,
oktana,
nonana,
dekana,
termasuk dengan alkena dan beberapa sikloalkana merupakan komponen penting pada
bensin,
nafta, bahan bakar
jet, dan pelarut industri. Dengan bertambahnya atom karbon, maka
hidrokarbon yang berbentuk linear akan memiliki sifat viskositas dan titik
didih lebih tinggi, dengan warna lebih gelap.
Pembakaran hidrokarbon
Saat ini,
hidrokarbon merupakan sumber energi listrik dan panas utama dunia karena energi
yang dihasilkannya ketika dibakar. Energi hidrokarbon ini biasanya sering
langsung digunakan sebagai pemanas di rumah-rumah, dalam bentuk minyak maupun gas alam.
Hidrokarbon dibakar dan panasnya digunakan untuk menguapkan air, yang nanti
uapnya disebarkan ke seluruh ruangan. Prinsip yang hampir sama digunakan di
pembangkit-pembangkit listrik.
Ciri-ciri umum
dari hidrokarbon adalah menghasilkan uap, karbon dioksida, dan panas selama
pembakaran, dan oksigen diperlukan agar reaksi pembakaran dapat berlangsung.
Berikut ini adalah contoh reaksi pembakaran metana:
CH4 +
2 O2 → 2 H2O + CO2 +
Energi
Jika udara
miskin gas oksigen, maka akan terbentuk gas karbon monoksida (CO) dan air:
2 CH4
+ 3 O2 → 2CO + 4H2O
Contoh lainnya,
reaksi pembakaran propana:
C3H8
+ 5 O2 → 4 H2O + 3 CO2 +
Energi
CnH2n+2
+ (3n+1)/2 O2 → (n+1) H2O + n CO2
+ Energi
Reaksi
pembakaran hidrokarbon termasuk reaksi
kimia eksotermik.
