I.
JUDUL PERCOBAAN Alkana, Alkena, dan Alkuna
II.
III.
TUJUAN
1.
Membedakan jenis reaksi yang terjadi pada alkana, alkena, dan alkuna
2.
Mengetahui sifat alkana dan alkuna yang dapat dibakar
TANGGAL PERCOBAAN
08 Maret 2013 Pukul 11.00-12.30 11.00-12.30 WIB
IV.
DASAR TEORI
Alkana adalah senyawa kimia yang hanya terdiri dari atom karbon dan atom hidrogen yang berikatan khusus yaitu ikatan tunggal. Rumus umum alkana adalah CnH2n+2. Alkana banyak terdapat di alam, antara lain pada gas alam. Gas elpiji terdiri dari campuran propana dan butana. Alkana bereaksi dengan halogen disebut reaksi halogenasi radikal bebas (Wikipedia, 2011). Reaksi halogenasi melalui 3 tahap yaitu inisiasi, propagansi, terminasi. Reaksi antara propana dan brom digambarkan sebagai berikut:
Alkana bereaksi dengan oksigen menghasilkan karbon dioksida dan air. Namun pada kondisi minim oksigen, alkana bereaksi dengan oksigen menghasilkan karbon monoksida dan air. Berikut ini adalah reaksi pembakaran butana 2H3C(CH2)2CH3 + 18O2 → 8CO2 + 10H 2O Sedangkan pembakaran tak sempurna menghasilkan karbon monoksida atau kadang-kadang karbon dalam bentuk arang atau jelaga. Misalnya: 2CH3 – CH2-CH3 + 7O2 6CO + 8H 2O CH3-CH2-CH3 + 2O2 3C + 4H2O Alkena adalah senyawa hidrokarbon tak jenuh yang mengandung sekurangkurangnya satu ikatan rangkap antara atom karbon dengan atom karbon yang lain.
Alkena memiliki rumus umum C nH2n. Sifat fisika alkena praktis identik dengan alkan induknya. Tititk didih deret homolog alkena naik kira-kira 30 oC tiap gugus CH 2. Kenaikan ini sama dengan yang diamati pada deret homolog alkana. Seperti dengan alkana, percabangan dalam alkena menurunkan sedikit titik didih itu. Meskipun alkena dianggap non-polar, mereka sedikit lebih mudah larut dalam air daripada alkana padanannya, sebab elektron pi, yang agak terbuka itu, ditarik oleh hidrogen ( dari air ) yang bermuatan positif parsial(sebagian). Alkena dapat mengalami reaksi adisi oleh halogen. Berikut ini adalah contoh reaksi adisi alkena yaitu etena (etilena) CH2=CH2 + Br 2 → BrCH2-CH2Br Alkena dapat teroksidasi menghasilkan karbon dioksida dan air apabila terdapat banyak oxidizing agents. agents . Berikut ini adalah reaksi pembakaran etena CH2=CH2 + 3O2 → 2CO2 + 2H2O Alkuna adalah hidrokarbon tak jenuh yang memiliki ikatan rangkap tiga antara dua atom karbon. Alkuna memiliki rumus umum C nH2n-2. Secara tradisional, alkuna yang banyak digunakan adalah etuna (disebut juga asetilen). Asetilen dihasilkan dari reaksi antara kalsium karbida (CaC2) dengan air. Alkuna dapat mengalami reaksi adisi oleh halogen menghasilkan vinil dihalida atau alkil tetrahalida. Berikut ini adalah contoh reaksi antara etuna dengan brom: HC≡CH + HC≡CH + 2 Br 2 → HCBr HCBr 2CHBr 2 (1,1,2,2-tetrabromo etana) Alkuna bereaksi dibakar dengan oksigen menghasilkan karbon dioksida dan uap air. Berikut ini adalah contoh reaksi pembakaran etuna 2HC≡CH + 10O2 → 4CO2 + 2H2O
V.
ALAT DAN BAHAN a. Alat
1) Tabung reaksi
2 buah
2) Pipa bengkok
1 buah
3) Sumbat gabus/karet
1 buah
4) Pipet tetes
1 buah
5) Pembakar bunsen
1 buah
6) Gelas ukur
1 buah
7) Bak
1 buah
8) Korek api
1 buah
b. Bahan 1) Kalsium karbida (CaC2) / karbit 2) Gas elpiji (propana + butana) 3) Air brom (Br 2) 4) Air
VI.
1.
ALUR KERJA
2 mL air brom - dialiri gas elpiji ke dalam tabung reaksi - diamati Larutan berubah menjadi tidak berwarna
2. Gas Elpiji - dinyalakan melalui pembakar bunsen - diamati Base region : biru muda Inner region : merah Outer region : biru
3. Butiran karbit (CaC2) - dimasukkan dalam tabung A
Air (H2O) - diisikan ke dalam tabung C - ditempatkan terbalik ke dalam bak D yang terisi air
- dihubungkan dengan pipa bengkok B - dimasukkan air pada tabung A dengan pipet - ditutup kembali - dibiarkan sampai tabung C terisi penuh dengan gas - diambil tabung C dan dibalik sampai mulut menghadap atas - dinyalakan dengan korek api - diamati apa yang terjadi Warna api jingga , terdapat jelaga dan juga letupan
4. Butiran karbit (CaC2)
Air Brom (Br 2)
- dimasukkan dalam tabung A
- diisikan ke dalam tabung C
- dihubungkan dengan pipa bengkok B - dimasukkan air pada tabung A dengan pipet - ditutup kembali - dialirkan gas asetilen ke dalam air brom Larutan berubah menjadi tidak berwarna B
A
C
D Gb. Rangkaian alat percobaan 3
VII. PROSEDUR PERCOBAAN
1. Pada percobaan pertama, 2mL air brom diukur dengan menggunakan gelas ukur, ukur, kemudian dimasukkan ke dalam tabung reaksi. Setelah itu, air brom dialiri gas elpiji selama ± 1 menit dan diamati perubahan yang terjadi. 2. Pada percobaan kedua, disiapkan bunsen yang digunakan untuk mengamati nyala api dari gas elpiji, setelah itu bunsen dinyalakan dan diamati warna nyala apinya beberapa saat dan dimatikan segera. 3. Pada percobaan ketiga, disiapkan karbit yang telah dihancurkan menjadi butiran, kemudian dimasukkan kedalam tabung reaksi A, dan tabung reaksi tersebut diletakkan pada statif. Kemudian menyiapkan bak dan tabung reaksi C. Tabung reaksi C diisi penuh air dan diletakkan terbalik didalam bak yang telah berisi air. Kemudian antara tabung reaksi A dan tabung reaksi C dihubungkan dengan selang / pipa bengkok. Pada mulut tabung A, diberi sumbat karet. Pada tabung A,
diberi beberapa tetes air dengan menggunakan pipet tetes dan langsung ditutup kembali. Dibiarkan tabung C terisi penuh dengan gas yang dihasilkan dari tabung A. Setelah penuh, tabung C dibalik sampai mulut menghadap keatas dan segera dinyalakan api diatasnya, kemudian diamati reaksi yang terjadi. 4. Pada percobaan keempat, disiapkan karbit yang telah dihancurkan menjadi butiran, kemudian dimasukkan kedalam tabung reaksi A, dan tabung reaksi tersebut diletakkan pada statif. Diambil 2mL air brom dengan gelas ukur kemudian dimasukkan kedalam tabung reaksi B. Tabung reaksi A dan B dihubungkan dengan selang / pipa bengkok. Pada mulut tabung A, diberi sumbat karet. Pada tabung A, diberi beberapa tetes air dengan menggunakan pipet tetes dan langsung ditutup kembali. Gas asetilen dibiarkan mengalir pada air brom selama ± 1 menit dan diamati perubahan yang terjadi.
VIII. HASIL PENGAMATAN
No. 1.
Tindakan 2 ml air brom - dialiri gas elpiji ke dalam dalam tb.reaksi - diamat diamatii Larutan berubah menjadi tak berwarna
2.
Gas Elpiji - dinyalakan melalui pembakar bunsen - diamati Base region : biru muda Inner region : merah Outer region : biru
Hasil Pengamatan
Reaksi
Kesimpulan
Air brom: berwarna C3H7 + Br 2 Pada gas C3H7 kuning muda C3H7Br + HBr dan C4H9 yang Setelah dialiri gas elpiji C4H9 + Br 2 direaksikan Air brom: tidak C4H9Br + HBr dengan gas air berwarna. brom terjadi reaksi substitusi. Warna nyala api dari gas elpiji : biru
Warna nyala api Warna nyala dari gas elpiji : api dari gas biru elpiji : biru
Gambar/Foto
3.
-CaC2 berbentuk serbuk CaC2 + 2H2O abu-abu. Ca(OH) 2 + Butiran karbit (CaC2) Air (H2O) C2H2(g) -dimasukkan dalam tab.A -diisikan ke dalam -ditambahkan air tabung C terbentuk gas C2H2 Gas asetilan -ditempatkan terbalik yang berbau menyengat. (warna nyala api: ke dalam bak D jingga yang terisi air -dialirkan ke dalam kemerahan) - dihubungkan dengan pipa bengkok B tabung lain dan - dimasukkan air pada tabung A dengan pipet dinyalakan dengan terjadi - ditutup kembali korek api: - dibiarkan sampai tabung C terisi penuh dengan letupan api gas - diambil tabung C dan dibalik sampai mulut -setelah terjadi letupan, menghadap atas di dalam tabung - dinyalakan dengan korek api terdapat jelaga - diamati apa yang terjadi berwarna hitam. Warna api jingga , terdapat jelaga dan
-warna api: kemerahan.
jingga
-Warna nyala api pada gas asetilen:jingga kemerahan -terdapat jelaga berwarna hitam
4.
Butiran karbit (CaC 2)
Air Brom (Br 2)
-dimasukkan dalam tabung A -diisikan ke dalam tabung C - dihubungkan dengan pipa bengkok B - dimasukkan air pada tabung A dengan pipet - ditutup kembali - dialirkan gas asetilen ke dalam air brom Larutan berubah menjadi tidak berwarna
Air brom: kuning CHCH + Br 2 muda. CH=CH + Br 2 - Setelah dialiri gas elpiji: tidak berwarna Br Br Br Br -
Br CH CH
Br
Pada gas C2H2 yang direaksikan dengan air brom, terjadi reaksi adisi.
IX.
ANALISIS DAN PEMBAHASAN Pada percobaan pertama , bertujuan untuk mengetahui jenis reaksi yang terjadi
pada alkana, yakni reaksi substitusi (halogenasi). Langkah pertama yakni mengisi tabung reaksi dengan 2 mL air brom, kemudian mengaliri tabung reaksi tersebut dengan gas elpiji melalui selang penghubung. Setelah dialiri gas elpiji, air brom yang berwarna kuning berubah menjadi tidak berwarna, karena elpiji mengandung gas propana dan butana (C3H7 dan C 4H9). Hal ini menunjukkan bahwa reaksi tersebut merupakan reaksi substitusi (halogenasi) alkana. Berikut persamaan reaksinya :
CH3CH2CH3 + Br 2
CH3CHCH3 atau CH3CH2CH2 + HBr Br
Br CH3CH2CH2CH3 + Br 2
CH3CH2CH2CH2 atau CH3CH2CHCH3 + HBr Br
Br
Pada percobaan kedua , bertujuan untuk mengetahui reaksi pembakaran pada
alkana. Hal yang dilakukan adalah dengan menyalakan gas elpiji melalui pembakar bunsen. Setelah dibakar api yang tercipta berwarna biru. Hal ini menunjukkan bahwa pembakaran yang terjadi merupakan pembakaran sempurna, artinya gas yang dibakar akan diubah menjadi CO 2 dan H 2O. Pembakaran disertai dengan pembebasan kalor (panas) dan cahaya. Pembakaran propana akan menghasilkan kalor sekitar 531 kkal/mol (ΔH = -531 kkal/mol). Sedangkan pembakaran butana akan menghasilkan kalor sekitar 688 kkal/mol (ΔH = -688 kkal/mol). Berikut adalah persamaan reaksinya :
CH3CH2CH3 + O2
CH3CH2CH2 CH3 +
O2
3CO2 + 4H2O
ΔH = -531 kkal/mol
4CO2 + 5H2O
ΔH = -688 kkal/mol
Pada percobaan ketiga , bertujuan untuk mengetahui reaksi pembakaran pada
alkuna. Pertama menyusun alat sesuai dengan prosedur praktikum setelah itu ke dalam tabung reaksi besar dimasukkan beberapa butir kabit atau kalsium karbida (CaC 2), setelah itu karbit di basahi dengan air hingga terjadi reaksi dan menghasilkan gas asetilena sebagai berikut : CaC2 (s) + 2H2O (aq)
C2H2 (g) + Ca(OH)2 (aq)
Setelah memberi air pada butiran karbit (berwarna abu-abu) akan terbentuk gas asetilen yang berbau tajam, gas yang terjadi dialirkan ke dalam tabung reaksi besar yang lain yang sudah terisi penuh air dan ditutup dengan penutup karet menggunakan selang plastik. Setelah air dalam tabung reaksi terdesak habis oleh gas yang dhasilkan lalu dengan cepat tutup karet dibuka dan ke dalam gas pada tabung reaksi dinyalakan
menggunakan korek api, nyala api berwarna jingga kemerahan, berikut persamaan reaksinya : CH
CH + O2
2CO2 + H2O
Pada percobaan keempat , bertujuan untuk mengetahui reaksi yang terjadi pada
alkuna yakni reaksi adisi. Seperti langkah pada percobaan ketiga yaitu mengalirkan gas yang keluar ( gas asetilen ) dengan menggunakan selang plastik menuju ke dalam tabung reaksi yang berisi 2 mL air brom. Air brom yang yang semula berwarna kuning kuning setelah dialiri dengan gas asetilen menjadi tidak berwarna. Berikut persamaan reaksin ya :
CH
CH + Br 2
Br
Br
Br
Br
CH
CH + Br 2
CH
CH
Br
Br
Persamaan reaksi di atas menunjukkan bahwa alkuna (ikatan rangkap tiga) akan mengalami reaksi adisi jika direaksikan dengan halogen menjadi alkena (ikatan rangkap) dan jika terus direaksikan dengan halogen berlebih maka akan membentuk ikatan tunggal (alkana).
X.
KESIMPULAN
Berdasarkan percobaan yang telah kami lakukan dapat disimpulkan: 1. Ketika alkana direaksikan dengan halogen, akan terjadi reaksi subtitusi (halogenasi) 2. Pembakaran sempurna alkana akan menghasilkan CO 2 dan H2O. Dimana, api yang dihasilkan berwarna biru. 3. Pembakaran sempurna alkuna akan menghasilkan CO 2 dan H2O. Dimana, api yang dihasilkan berwarna jingga kemerahan. 4. Alkuna yang direaksikan dengan halogen, akan terjadi reaksi adisi (ikatan rangkap berubah menjadi ikatan tunggal)
XI.
DAFTAR PUSTAKA
Fessenden, Ralph J. Dan Fessenden, Joan S. 1982. Kimia Organik Jilid 1, Edisi II. Jakarta: Erlangga. (diterjemahkan oleh Pudjaatmaka, A. Hadyana) Hart, Harold, dkk. 2003. Kimia Organik Suatu Kuliah Singkat, Edisi XI. Jakarta: Erlangga. (alih bahasa oleh Achmadi, Suminar Setiati) Siregar, Morgong. 1988. Dasar 1988. Dasar Dasar Kimia Organik. Jakarta: Depdikbud Tim Dosen Kimia Organik. 2013. Penuntun Praktikum Kimia Organik I. Surabaya: UNESA
XII.JAWABAN XII. JAWABAN PERTANYAAN 1. Apakah isi dari gas elpiji? Tulis rumus kimianya!
Jawab : Gas elpiji berisi gas propana (C 3H8) dan butana (C 4H10)
2. Gas apakah yang terjadi sewaktu karbit diberi air?
Jawab : Gas yang terbentuk yakni gas asetilen (C 2H2)
3. Tuliskan reaksi – reaksi yang terjadi dari gas tersebut setelah dimasukkan kedalam air brom !
Jawab : Reaksi yang terjadi setelah gas elpiji dialirkan ke air brom:
CH3CH2CH3 + Br 2
CH3CHCH3 + HBr Br
CH3CH2CH2CH3 + Br 2
CH3CH2CH2CH2 + HBr Br
Reaksi yang terjadi setelah gas asetilen dialirkan ke air brom:
Br CH = CH + Br 2
Br
CH = CH + Br 2
Br
Br
CH
CH
Br
Br
4. Bedakan sifat reaksi yang terjadi antara gas kota dan gas elpiji dan gas karbit terhadap air brom !
Jawab : Gas karbit yang dialiri air brom: terjadi reaksi adisi yaitu sifatnya memutuskan ikatan dari ikatan rangkap tiga menjadi rangkap dua dan rangkap dua menjadi rangkap satu. Gas elpiji yang dialiri air brom: terjadi reaksi substitusi yaitu 2 atom H yang diikat oleh atom C digantikan oleh 2 atom Br.
5. Tuliskan reaksi pembakaran dari gas kota atau gas elpiji dan gas karbit serta bedakan nyala yang terjadi dari masing – masing masing hasil pembakaran gas tersebut pada pengamatan !
Pembakaran gas kota/gas elpiji 2H3CCH2CH3 +
O2 → 6CO2 + 7H2O
2H3C(CH2)2CH3 + 18O2 → 8CO2 + 10H2O Warna nyala api yang dihasilkan adalah biru. Pembakar gas karbit 2HC≡CH + 10O2 → 4CO2 + 2H2O Warna nyala api yang dihasilkan adalah jingga kemerahan.
XIII. DOKUMENTASI
Air Brom sebelum
Air Brom setelah
dialiri gas elpiji
dialiri gas elpiji
Warna nyala api gas elpiji
Warna nyala api dari gas asetilen
Jelaga yang dihasilkan saat gas asetilen disulut api, selain menghasilkan jelaga,juga menghasilkan letupan.
Air Brom sebelum dialiri
Air Brom setelah
gas Asetilen
dialiri gas Asetilen
