< Previous 219bahan tersebut. Tekhnik ini berdasarkan sifat bahwa semakin tebal bahan yang dilalui radiasi, maka intensitas radiasi yang diteruskan makin berkurang, jadi dari gambar yang dibuat dapat terlihat apakah logam merata atau ada bagian-bagian yang berongga didalamnya. Pada bagian yang berongga itu film akan lebih hitam, 2) Mengontrol ketebalan bahan Gambar 11.10 Logam Ketebalan produk yang berupa lembaran, seperti kertas film atau lempeng logam dapat dikontrol dengan radiasi. Prinsipnya sama seperti diatas, bahwa intensitas radiasi yang diteruskan bergantung pada ketebalan bahan yang dilalui. Detektor radiasi dihubungkan dengan alat penekan. Jika lembaran menjadi lebih tebal, maka intensitas radiasi yang diterima detektor akan berkurang dan mekanisme alat akan mengatur penekanan lebih kuat sehingga ketebalan dapat dipertahankan. 3) Pengawetan bahan Gambar 11.11 Makanan dan Minuman yang diawetkan Radiasi juga telah banyak digunakan untuk mengawetkan bahan seperti kayu, barang-barang seni dan lain-lain. Radiasi juga 220dapat meningkatkan mutu tekstil karena mengubah struktur serat sehingga lebih kuat atau lebih baik mutu penyerapan warnanya. Berbagai jenis makanan juga dapat diawetkan dengan dosis yang aman sehingga dapat disimpan lebih lama. KESIMPULAN Kimia radiasi sangat berbahaya bagi makhluk hidup karena dapat menyebabkan berbagai penyakit yang dapat menyebabkan kematian. namun jika penggunaannya benar maka kimia radiasi dapat dimanfaatkan untuk berbagai kepentingan diantaranya dalam bidang pertanian, industri, kedokteran, dll. sinar radioaktif terdiri dari sinar alfa (Ş), sinar beta (ş) dan sinar gamma ( Š ). Latihan Soal 1. Perubahan energi dalam reaksi nuklir berupa apa? 2. Apa yang dimaksud fluoresensi? 3. Apa yang dimaksud sinar X? Apa nama lain dan kegunaan sinar X? 4. Mengapa daya tembus sinar Ş paling lemah? 5. Sebutkan dan jelaskan 3 macam sinar radioaktif! 6. Apa dasar penggunaan radioisotop sebagai sumber radiasi dan perunut! 7. Apa yang dimaksud 1 rad dan bagaimana hubungan Gray dengan Fad? 8. Apa perbedaan ionisasi dan eksitasi? 9. Berikan contoh dan macam-macam aplikasi radioisotop! 221Atom karbon dapat membentuk empat ikatan kovalen 12 SENYAWA KARBON 12.1 Dasar-dasar kimia organik Standar Kompetensi Kompetensi Dasar Mengkomunikasikan senyawa hidrokarbon dan kegunaanya Mendiskripsikan kekhasan atom karbon yang membentuk senyawa hidrokarbon Menggolongkan senyawa hidrokarbon dan turunannya Mendiskripsikan kegunaan senyawa hidrokarbon dalam kehidupan manusia Tujuan pembelajaran 1. Mengidentifikasi unsur C, H dan O dalam senyawa karbon melalui percobaan 2. Mendiskripsikan kekhasan atom karbon dalam senyawa karbon 3. Membedakan atom C primer, sekunder, tertier dan kuartener a. Kekhasan Atom karbon Atom karbon (C) dengan nomor atom 6 mempunyai susunan elektron K = 2, L = 4. C mempunyai 4 elektron valensi dan dapat mernbentuk empat ikatan kovalen serta dapat digambarkan dengan rumus Lewis. Sebagai contoh, dapat dilihat molekul CH4 (metana) yang memiliki diagram yang cukup sederhana dibawah ini. Gambar 12.1 Empat ikatan kovalen dari molekul metana 222Selain itu kemampuan diatas, atom karbon juga dapat membentuk ikatan dengan atom karbon lain untuk membentuk rantai karbon yang terbuka, terbuka bercabang dan tertutup. Contoh rantai karbon dapat digambarkan dengan rumus struktur berikut : Gambar 12.2 Rantai terbuka Gambar 12.3 Rantai terbuka dan bercabang Gambar 12.4 Rantai tertutup Dapatlah sekarang dimengerti bahwa jumlah senyawa karbon demikian banyaknya walaupun jumlah jenis unsur pembentuknya sedikit. Kini kita dapat mulai membuat klasifikasi hidrokarbon, yang merupakan senyawa yang hanya tersusun oleh karbon dan hidrogen. Senyawa-senyawa karbon lainnya dapat dipandang sebagai turunan dari hidrokarbon ini. Hidrokarbon dapat dibagi menjadi dua kelompok utama : hidrokarbon alifatik dan hidrokarbon aromatik. Termasuk di kelompok pertama adalah senyawa yang berantai lurus, berantai cabang dan rantai melingkar. Kelompok kedua, hidrokarbon aromatik, biasanya mengandung cincin atom karbon yang sangat stabil. Berdasarkan kelipatan ikatan karbon-karbonnya, hidrokarbon alifatik masih dapat dibedakan lagi menjadi dua sub-kelompok, yakni 223hidrokarbon jenuh yang mengandung ikatan tunggal karbon-karbon, serta hidrokarbon tak jenuh yang mengandung paling sedikit satu ikatan rangkap dua, atau ikatan rangkap tiga. Karena senyawa hidro karbon terdiri atas karbon dan hidrogen, maka salah satu bagian dari ilmu kimia yang membahas segala sesuatu tentang senyawa hidrokarbon disebut kimia karbon. Dulu ilmu kimia karbon disebut kimia organik, karena senyawa-senyawanya dianggap hanya dapat diperoleh dari tubuh makhluk hidup dan tidak dapat disintesis dalam pabrik. Pada tahun 1928, Friedrich Wohler berhasil mensintesis urea (suatu senyawa yang terdapat dalam air seni) dari senyawa anorganik yaitu amonium sianat – dengan jalan memanaskannya. O || NH4+CNO- oH2N - C - NH2 Reaksi pemanasan amonium sianat oleh Wohler Gambar 12.5 Friedrich Wohler Setelah keberhasilan Wohler diketahui, banyaklah sarjana lain yang mencoba membuat senyawa karbon dari senyawa anorganik. Lambat laun teori tentang arti hidup hilang dan orang hanya menggunakan kimia organik sebagai nama saja tanpa disesuaikan dengan arti yang sesungguhnya. Sejak saat itu banyak senyawa karbon berhasil disintesis dan hingga sekarang lebih dari 2 juta senyawa karbon dikenal orang dan terus bertambah setiap harinya. Apa sebabnya jumlah senyawa karbon sedemikian banyak bila dibandingkan dengan jumlah senyawa anorganik yang hanya sekitar seratus ribuan? Selain perbedaan jumlah yang sangat mencolok yang menyebabkan kimia karbon dibicarakan secara tersendiri, karena memang terdapat perbedaan yang sangat besar antara senyawa karbon dan senyawa anorganik seperti yang dituliskan pada tabel berikut. Hidrokarbon adalah sejenis senyawa yang banyak terdapat dialam sebagai minyak bumi. Indonesia banyak menghasilkan senyawa ini dalam bentuk minyak bumi yang mempunyai nilai ekonomi tinggi. Senyawa hidrokarbon terdiri dari : 1. Alkana (CnH2n+2) 2. Alkena (CnH2n) 3. Alkuna (CnH2n-2) 224rumus umum senyawa alkana CnH2n+2 Tabel 12.1 Perbandingan senyawa karbon dengan senyawa anorganik Senyawa karbon Senyawa anorganik x membentuk ikatan kovalen x dapat membentuk rantai karbon x non elektrolit x reaksi berlangsung lambat x titik didih dan titik lebur rendah x larut dalam pelarut organik x membentuk ikatan ion x tidak dapat membentuk rantai karbon x elektrolit x reaksi berlangsung cepat x titik didih dan titik lebur tinggi x larut dalam pelarut pengion 1. Alkana Gambar 12.6 Contoh senyawa alkana (etana) Hidrokarbon jenuh yang paling sederhana merupakan suatu deret senyawa yang memenuhi rumus umum CnH2n+2 yang dinamakan alkana atau parafin. Suku pertama sampai dengan 14 senyawa alkana dapat kita peroleh dengan mensubstitusikan harga n kedalam rumus tersebut, dengan n adalah jumlah atom C yang ada. Hasil lengkapnya tertulis dalam Tabel 14.2 berikut. Tabel 12.2 Suku pertama sampai dengan 14 senyawa alkana Suku ke Rumus Molekul Nama Titik Didih (°C/1 atm) Massa 1 mol dalam g 1 CH4 metana -161 16 2 C2H6 etana -89 30 3 C3H8 propana -44 44 4 C4H14 butana -0.5 58 5 C5H12 pentana 36 72 6 C6H14 heksana 68 86 7 C7H16 heptana 98 140 8 C8H18 oktana 125 114 9 C9H20 nonana 151 128 14 C14H22 dekana 174 142 225Selisih antara suku satu dan suku berikutnya selalu sama, yaitu CH2 atau 14 satuan massa atom, sehingga deret homolog (deret sepancaran). Ternyata banyak senyawa-senyawa karbon yang merupakan deret seperti alkana seperti yang akan kita pelajari nanti. Untuk dapat memberi nama pada suku-suku alkana, dapat dilakukan dengan memperhatikan nama setiap suku itu dan nama umumnya (= alkana). Umpamanya, metana dan alkana apanya yang sama? Keduanya memiliki akhiran -ana, jadi alk- diganti dengan met- untuk suku pertama. Untuk suku kedua diganti dengan et-, suku ketiga dengan prop-, suku keempat dengan but-, mulai suku kelima dan seterusnya diberi awalan angka-angka Latin; pent- untuk 5, heks- untuk 6, hept- untuk 7, okt- untuk 8, non- untuk 9, dan dek- untuk 14. Hasil penamaan sudah dapat dilihat pada tabel di atas. Kita harus betul-betul menguasai nama-nama dari kesepuluh alkana yang sederhana ini karena akan merupakan dasar bagi penamaan senyawa-senyawa karbon lainnya. Alkana-alkana penting sebagai bahan bakar dan sebagai bahan mentah untuk mensintesis senyawa-senyawa karbon lainnya. Seperti disebut dimuka, alkana banyak terdapat dalam minyak bumi, dan dapat dipisahkan menjadi bagian-bagiannya dengan distilasi bertingkat. Suku pertama sampai dengan keempat senyawa alkana (metana sampai butana) berwujud gas pada temperatur kamar. Metana biasa disebut juga gas alam yang banyak digunakan sebagai bahan bakar rumah tangga/industri. Gas propana, dapat dicairkan pada tekanan tinggi dan digunakan pula sebagai bahan bakar yang disebut LPG (liquified petroleum gas). LPG dijual dalam tangki-tangki baja dan diedarkan ke rumah-rumah. Gas butana lebih mudah mencair daripada propana dan digunakan sebagai "geretan" rokok. Oktana mempunyai titik didih yang tempatnya berada dalam lingkungan bahan bakar motor. Alkana-alkana yang bersuhu tinggi terdapat dalam kerosin (minyak tanah), bahan bakar diesel, bahan pelumas, dan parafin yang banyak digunakan untuk membuat lilin. Bagaimana sifat-sifat senyawa karbon yang termasuk dalam satu deret homolog ? Perhatikan Tabel 12.2 di atas di mana terdapat salah satu sifat, yaitu titik didih. Titik didih semakin tinggi jika massa molekul relatifnya makin besar. Hal ini berarti bahwa pada suhu kamar, wujudnya akan berubah dari gas ke cair kemudian padat. Kecenderungan sifat apa lagi yang dapat kita ramalkan ? Dalam kimia karbon adalah panting bagi kita untuk dapat menuliskan rumus molekul dan rumus struktur. Rumus molekul menyatakan banyaknya atom setiap unsur yang ada dalam suatu molekul. Sedangkan rumus struktur (Lihat Tabel 12.3) menggambarkan bagaimana atom-atom itu terikat satu sama lain. Karena atom karbon merupakan tulang punggung dari semua senyawa karbon, maka kita harus mampu menggambarkan rangka karbon dalam suatu molekul senyawa karbon. Setiap atom karbon dikelilingi secara tetrahedral oleh atom-atom yang terikat dalam gambaran tiga dimensi, tetapi biasanya molekul-molekul senyawa karbon cukup digambarkan dengan tampilan dua dimensi saja. 226 H | H-C-H | H Gambar 12.7 Rumus struktur metana Tabel 12.3 Rumus struktur beberapa senyawa alkana Nama Formula (rumus) Formula struktural metana CH4 H | H - C - H | H etana C2H6 HH || H - C - C - H || HH propana C3H8 H HH ||| H - C - C - C - H ||| HHH butana C4H14 HHHH |||| H - C - C - C - C - H |||| HHHH Penggambaran rantai struktur senyawa ini sebenarnya mudah. Bila rantai karbonnya panjang atau bercabang, maka setelah kita buat rangka atom karbonnya tinggal membubuhkan atom-atom hidrogen pada ikatan atom karbon yang masih kosong. Contoh : molekul butana. Pertama sekali, dibuat rangkanya yang terdiri dari 4 atom karbon yang diletakkan berdampingan. Selanjutnya, atom-atom hidrogennya diletakkan pada masing-masing atom karbonnya. Bentuk butana dalam ruang sesunggunhya adalah seperti yang ditampilkan oleh Gambar 12.8 Gambar 12.8 Butana (3 dimensi) 227Kalau kita membuat molekul butana dengan molymod, terlihat bahwa rantai karbonnya tidak benar-benar lurus seperti rumus strukturnya, karena atom karbon tetrahedral mencegah gambaran rantai karbon lurus. Kebanyakan yang kita tuliskan adalah rumus struktur yang lebih sederhana lagi yaitu: CH3 - CH2 - CH2 - CH3 atau CH3CH2CH2CH3 Jadi asal terbaca rantai karbonnya, itulah yang akan kita gunakan selanjutnya asal selalu ingat bahwa sesungguhnya adalah gambaran ruang. Ciri-ciri alkana x Merupakan hidrokarbon jenuh (alkana rantai lurus dan siklo/cincin alkana) x Disebut golongan parafin : affinitas kecil (=sedikit gaya gabung) x Sukar bereaksi x C1 – C4 : pada Tdan P normal adalah gas x C4 – C17 : pada T dan P normal adalah cair x > C18 : pada T dan P normal adalah padat x Titik didih makin tinggi : terhadap penambahan unsur C x Jumlah atom C sama : yang bercabang mempunyai TD rendah x Kelarutan : mudah larut dalam pelarut non polar x BJ naik dengan penambahan jumlah unsur C x Sumber utama gas alam dan petrolium Pembuatan alkana x Hidrogenasi senyawa Alkena x Reduksi Alkil Halida x Reduksi metal dan asam Penggunaan alkana x Metana : zat bakar, sintesis, dan carbon black (tinta, cat, semir, ban) x Propana, Butana, Isobutana : zat bakar LPG (Liquified Petrolium Gases) x Pentana, Heksana, Heptana : sebagai pelarut pada sintesis. Tata nama alkana Sekarang bagaimana cara memberi nama isomer butana itu? Untuk itu marilah kita gunakan aturan tata nama yang diterbitkan IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry). 1. Rantai karbon berurutan yang terpanjang dalam suatu molekul ditentukan sebagai rantai induk. Carilah namanya pada tabel suku pertama sampai dengan 14 senyawa alkana 228dan letakkan di bagian belakang. Kadang-kadang rumus struktur itu tidak digambarkan dengan rantai karbon terpanjang dalam garis lurus. 2. Isomer bercabang diberi nama sebagai turunan rantai lurus di mana satu atau beberapa atom hidrogen diganti dengan pecahan alkana. Pecahan alkana ini disebut gugus alkil, biasa diberi tanda -R (dari kata radikal), dan mempunyai rumus umum -CnH2n+1 . Nilai n adalah jumlah atom karbon yang ada pada senyawa tertentu tersebut sedemikian hingga didapat suku-sukunya seperti terlihat pada tabel berikut : Tabel 12.4 Gugus alkil -CnH2n+1 Rumus struktur sederhana Nama -CH3 -CH3 Metil -C2H5 -CH2-CH3 Etil -C3H7 -CH2-CH2-CH3 Propil -C4H9 -CH2-CH2-CH2-CH3 Butil Tentu kita dapat meneruskan untuk alkil-alkil lain, tetapi untuk gugus bercabang tentu jarang yang berantai panjang. Letakkan nama gugus cabang ini di depan nama rantai induk. Untuk menentukan cabang pada rantai induk, rantai induk itu diberi diberi nomor dari kiri atau dari kanan sehingga cabang pertama mempunyai nomor terkecil. Dibawah ini adalah contoh cara menamakan senyawa berikut : HH H H H || | || H - C5 - C4 - C3 - C2 - C1 - H |||| HHHH-C-H | H a. Menurut aturan nomor satu, rantai C terpanjang 5, jadi namanya pentana dan kita letakkan di bagian belakang. b. Cabangnya adalah metil c. Letakkan cabang itu pada atom C nomor dua dari kanan (karena kalau dari kiri menjadi nomor 4). Next >