GUGUS FUNGSI SENYAWA KARBON

Struktur Gugus Fungsi Senyawa Karbon

Posted by Budiyanto | 1 Comment

Gugus Fungsional Senyawa Karbon- Pada abad ke-18 diketahui senyawa hidrokarbon hanya dapat diperoleh dari makhluk hidup sehingga senyawa hidrokarbon disebut senyawa organik. Di Kelas X Anda telah belajar sifat khas atom karbon yang dapat berikatan dengan atom karbon dan atom-atom lain selain atom hidrogen. Sifat inilah yang menjadikan senyawa karbon melimpah di alam dengan berbagai sifat fisika dan sifat kimia. Senyawa hidrokarbon memiliki sifat tertentu akibat adanya atom selain atom karbon dan hidrogen di dalamnya. Atom-atom tersebut dinamakan gugus fungsional senyawa hidrokarbon.

Gugus fungsional pada senyawa hidrokarbon tersebut berperan penting dalam kereaktifannya terhadap senyawa atau atom lain. Oleh karena itu, para Kimiawan banyak mensintesis senyawa hidrokarbon yang mengandung gugus fungsi berbeda-beda untuk dimanfaatkan dalam berbagai aplikasi. Kosmetik untuk wanita, cuka yang digunakan pada makanan, dan pengawet bahan biologis merupakan contoh aplikasi zat yang mengandung senyawa hidrokarbon dengan gugus fungsi yang berbeda. Apa sajakah gugus fungsi senyawa hidrokarbon tersebut?

Atom karbon, di samping memiliki kemampuan berikatan dengan atom karbon lain, juga dapat berikatan dengan atom unsur-unsur lain. Dalam hidrokarbon, atom karbon dapat berikatan dengan atom hidrogen membentuk senyawa hidrokarbon. Selain itu, atom karbon dapat juga berikatan dengan atom-atom lain, seperti oksigen, nitrogen, fosfor, belerang, dan halogen. Atom atau gugus atom yang terikat pada senyawa hidrokarbon dapat menentukan sifat-sifat senyawa karbon. Atom atau gugus karbon tersebut lebih reaktif dari yang lainnya, dinamakan gugus fungsi. Dengan kata lain, gugus fungsi adalah bagian reaktif dari senya a karbon yang menentukan sifat fisika dan kimia senyawa karbon. Jika atom halogen (F, Cl, Br, I) terikat pada senyawa hidrokarbon maka senyawa yang terbentuk akan memiliki sifat-sifat fisika dan kimia yang ditentukan oleh gugus tersebut. Perhatikan Tabel 6.1.

Tabel 6.1 Gugus Fungsional Senyawa Karbon

Gugus Fungsi	Rumus umum	Nama
	R–X	Haloalkana
	R–OH	Alkohol
	R–O–R’	Eter
	R–CHO	Aldehid
	R–CO–R’	Keton
	R–COOH	Asam karboksilat
	R–COO–R’	Ester
	RNH2	Amina

Tabel tersebut menunjukkan beberapa gugus fungsi, rumus umum dengan R yang menyatakan residu dari hidrokarbon, dan nama kelompok senyawa karbon yang dibentuknya. Selain menentukan tata nama senyawa karbon secara bersistem (IUPAC), gugus fungsi juga menentukan sifat fisika dan sifat kimia senyawa bersangkutan. Berbagai reaksi kimia senyawa karbon ditentukan oleh gugus fungsi. Sebagian besar reaksi senyawa karbon merupakan perubahan gugus fungsi menjadi gugus fungsi lain. Dengan demikian, gugus fungsi memiliki peran penting dalam mempelajari senyawa karbon dan reaksi senyawa karbon. Alkohol adalah senyawa karbon yang memiliki gugus hidroksil (–OH). Haloalkana adalah senyawa karbon yang mengikat atom halogen. Atom halogen ini menggantikan posisi atom hidrogen. Eter adalah senyawa karbon yang memiliki gugus alkoksi (–O–). Berikut beberapa struktur senyawa alkohol, haloalkana, dan eter.

Gambar 5.1 Struktur kimia dari sebagian senyawa alkohol

Gambar 5.2 Pada senyawa haloalkana, atom halogen menggantikan atom hidrogen.

Gambar 5.3 Struktur kimia dari sebagian senyawa eter

Gugus fungsi yang dimiliki keton dan aldehid dinamakan gugus karbonil, yaitu gugus fungsi yang terdiri atas atom oksigen yang berikatan rangkap dengan atom karbon. Jika gugus karbonil tersebut diapit oleh dua atau lebih atom karbon, senyawa karbon tersebut dinamakan keton. Jika gugus karbonil terletak di ujung rantai karbon, senyawa karbon seperti ini disebut aldehid.

Gambar 5.4 Senyawa aldehid memiliki gugus karbonil yang terletak di ujung rantai karbon.

Gambar 5.5 Senyawa keton memiliki gugus karbonil yang diapit atom-atom karbon.

Bagaimanakah dengan asam karboksilat dan ester? Asam karboksilat dan ester juga memiliki gugus karbonil. Perbedaannya dengan keton dan aldehid adalah atom oksigen yang diikatnya berjumlah dua. Satu atom oksigen berikatan ganda dengan atom karbon, sedangkan satunya berikatan tunggal dengan atom karbon. Atom oksigen yang berikatan tunggal dengan atom karbon, berikatan juga dengan atom hidrogen (untuk asam karboksilat), dan berikatan dengan gugus alkil (untuk ester). Perhatikan struktur asam karboksilat dan ester berikut.

Gambar 5.6 Senyawa asam karboksilat memiliki gugus COOH yang terletak di ujung rantai karbon.

Gambar 5.7 Pada senyawa ester, gugus alkil menggantikan atom hidrogen pada asam karboksilat.

Tata Nama Senyawa Karbon

Sebelumnya, Anda telah mengetahui pengelompokan senyawa karbon berdasarkan gugus fungsi yang dimilikinya. Anda juga telah mengetahui beberapa struktur kimia dari senyawa-senyawa tersebut pada Gambar 5.1, 5.2, 5.3, 5.4, 5.5, 5.6, dan 5.7. Tahukah Anda, cara memberi nama senyawa-senyawa karbon tersebut? Penulisan nama senyawa karbon tidak jauh berbeda dengan penulisan nama senyawa hidrokarbon golongan alkana. Untuk menyegarkan ingatan Anda mengenai tata nama alkana, perhatikanlah contoh berikut.

Tentukanlah nama senyawa hidrokarbon berikut.

a. CH₄

b. C₂H₆

c. C₃H₈

d. C₄H₁₀

Jawab

a. Struktur kimia CH₄ dapat digambarkan sebagai berikut.

CH₄ memiliki ikatan tunggal (-ana) dengan jumlah atom C sebanyak 1 (meta).
Jadi, CH₄ memiliki nama metana.

b. Struktur kimia C₂H₆ dapat digambarkan sebagai berikut.

CH₃ – CH₃

C₂H₆ memiliki ikatan tunggal (-ana) dengan jumlah atom C sebanyak 2 (eta).

Jadi, C₂H₆ memiliki nama etana.

c. Struktur kimia C₃H₈ dapat digambarkan sebagai berikut.

CH₃ – CH₂– CH₃
C₃H₈ memiliki ikatan tunggal (-ana) dengan jumlah atom C sebanyak 3 (propa-).

Jadi, C₃H₈ memiliki nama propana.

d. Struktur kimia C₄H₁₀ dapat digambarkan sebagai berikut.

CH₃ – CH₂– CH₂– CH₃

C₄H₁₀ memiliki ikatan tunggal (-ana) dengan jumlah atom C sebanyak 4 (buta-).

Jadi, C₄H₁₀ memiliki nama butana.

PENDATAAN NISN ONLINE SMAN 4 SAMARINDA

E-mail Address: *

NAMA SISWA

TEMPAT LAHIR

TANGGAL LAHIR

JENIS KELIAMIN

AGAMA

ALAMAT

KELAS

NAMA IBU KANDUNG

* Required Free Contact Form

PRAKTIKUM ELEKTROLISIS

A.   TUJUAN :

Mengamati reaksi yang terjadi di anode dan katode pada reaksi elektrolisis.

B.   DASAR TEORI :

Sel elektrolisis adalah sel elektrokimia di mana terjadi bentuk perubahan energy listrik menjadi energy kimia.

Dalam sel ini, pada saat arus listrik dialirkan ke dalam larutan elektrolit, akan terjadi pemisahan ion – ion dalam larutan, di mana ion – ion positif (kation) akan mendekati elektroda negative (katoda) dan ion – ion negative (anion) akan mendekati elektroda positif (anoda).

Pada katoda akan terjadi reaksi reduksi ion atau air dan pada anoda akan terjadi oksidasi anion atau air, atau logam elektroda, bergantung pada jenis elektrolit serta anoda yang digunakan.

Sel elektrolisis merupakan kebalikan dari sel volta. Dalam sel elektrolisis, listrik digunakan untuk melangsungkan reaksi redoks tak spontan. Sel elektrolisis terdiri dari sebuah electrode, elektrolit, dan sumber arus searah. Electron memasuki sel elektrolisis melelui kutub negatif (katoda). Spesi tertentu dalam larutan menyerap electron dari katoda dan mengalami reduksi. Sedangkan spesi lain melepas electron di anoda dan mengalami oksidasi.

Reaksi elektrolisis terdiri dari reaksi katoda, yaitu reduksi, dan reaksi anoda, yaitu oksidasi. Spesi yang terlibat dalam reaksi katoda dan anoda bergantung pada potensial elektroda dari spesi tersebut. Ketentuannya sebagai berikut.

• Spesi yang mengalami reduksi di katoda adalah spesi yang potensial reduksinya terbesar.
• Spesi yang mengalami oksidasi di anoda adalah spesi yang potensial oksidasinya terbesar.

Sel elektrolisis terbagi menjadi 2, yaitu:

1. Elektrolisis larutan elektrolit.
2. Elektrolisis larutan non elektrolit.

Elektroda dalam sel elektrolisis terbagi menjadi 2, yaitu:

1. Elektroda inert/tidak aktif (elektroda karbon, platina, dan emas)
2. Elektroda selain inert/aktif.

 C.      ALAT DAN BAHAN :

1.      Pipa U.

2.      Tabung reaksi.

3.      Baterai 1,5 V sebanyak 3 buah.

4.      kabel sebanyak 2 buah.

5.      2 elektrode karbon.

6.      2 penjepit buaya.

7.      Pipet tetes.

8.      Statif.

9.      Kertas lakmus merah.

10.  Kertas lakmus biru.

11.  Larutan KI 0,5 M.

12.  Larutan Na₂SO₄ 0,5 M.

13.  Larutan CuSO₄ 0,5 M.

14.  Larutan amilum.

15.  Indikator fenolftalein.

 D.     CARA KERJA :

1.      Siapkan alat dan bahan.

2.      Gunakan jas laboratorium dengan benar.

3.      Cuci peralatan yang akan digunakan, seperti tabung reaksi, pipa U, pipet tetes, dan elektrode.

4.      Lap dengan bersih dan biarkan hingga kering.

5.      Rangkailah alat elektrolisis seperti gambar berikut :

rangkaian sel elektrolisis 

6.   Masukkan larutan KI secukupnya dalam pipa U hingga elektrode bisa tercelup ke dalam larutan tersebut.

7.   Hubungkan elektrode karbon dengan ujung kabel dengan penjepit buaya.

8.   Masukkan elektrode pada bagian kanan dan kiri pipa U hingga tercelup larutan.

9.   Lakukan elektrolisis dengan menghubungkan ujung kabel yang lain dengan baterai 4,5 V. Lakukan elektrolisis selama 10 menit.

10.  Masukkan kertas lakmus merah dan biru ke dalam tabung reaksi yang masih kosong.

11.  Ambil larutan dari katode dengan menggunakan pipet tetes dan masukkan ke dalam tabung reaksi yang telah diisi dengan kertas lakmus.

12.  Ambil beberapa tetes larutan di katode dan masukkan ke dalam tabung reaksi yang masih kosong. Tetesi dengan indikator fenolftalein.

13.  Kemudian masukkan larutan amilum ke dalam tabung reaksi lainnya yang masih kosong.  Tetesi  larutan amilum dengan larutan yang berasal dari anode.

14.  Amati perubahan yang terjadi di masing-masing tabung reaksi.

15.  Catatlah perubahan-perubahan yang terjadi.

16.  Gantilah larutan KI dengan Na₂SO₄ dan CuSO₄.

17.  Ulangi langkah 6-15 dengan teliti dan cermat.

18.  Setelah semuanya selesai, cuci kembali peralatan yang telah digunakan dan rapikan jas laboratorium.

 E.      DATA PENGAMATAN :

Berikut adalah data dari pengamatan elektrolisis yang dilakukan dengan menggunakan elektrode karbon:

JENIS LARUTAN	KATODE	ANODE
KI	Gelembung-gelembung gas	Endapan berwarna kuning
Na2SO4	Gelembung-gelembung gas (banyak)	Gelembung-gelembung gas (sedikit)
CuSO4	Endapan tembaga	Gelembung-gelembung gas

                   

  F.       ANALISIS DATA

   1.      LARUTAN KI

Dalam larutan KI dihasilkan gelembung-gelembung gas pada katode dan endapan berwarna kuning pada anode. Reaksi yang terjadi adalah:

KI_(aq)                K⁺_(aq)  + I^-_(aq)

K : 2H₂O_(l)  + 2e^-            H_2(g)  +  OH^-_(aq)

A :  2I^-_(aq)            I_2(g) + 2e^-

Di katode terjadi reaksi reduksi air karena ion K⁺ adalah ion dari logam golongan IA yang termasuk logam memiliki E^o paling negatif sehingga tidak bisa mengalami reduksi. Memang tidak menunjukkan perubahan yang signifikan, tetapi terbentuk gelembung-gelembung yang belum dikenali apa jenisnya.

Sedangkan pada anode terjadi oksidasi I^- menjadi I₂, karena E^o yang bernilai positif. Terbukti bahwa pada larutan di anode yang terelektrolisis tercipta endapan berwarna kuning yang kuning itu sendiri merupakan identitas dari iodin. Pada suhu ruangan, iodin berwujud cair. Serta percobaan untuk membuktikan bahwa iodin benar-benar terbentuk dilakukan pengambilan larutan dari anode dan diteteskan pada amilum, hasilnya positif mengandung iodin karena mengubah amilum menjadi ungu kehitam-hitaman.

   2.      LARUTAN Na₂SO₄

Dalam larutan Na₂SO₄ dihasilkan banyak gelembung gas pada katode dan sedikit gelembung gas pada anode. Reaksi yang terjadi adalah:

Na₂SO₄             2Na⁺_(aq) + SO₄^2-_(aq)

K :  2H₂O_(l)  + 2e^-           H_2(g)  +  OH^-_(aq)

A :  2H₂O_(l)          4H⁺_(aq) + O_2(g) + 4e^-

Pada katode, yang seharusnya direduksi adalah ion Na⁺. Karena logam Na adalah logam golongan IA yang memiliki E^o yang sangat negatif, maka yang tereduksi adalah air. Reaksi yang terjadi seperti tercantum pada reaksi di atas.

Sedangkan pada anode, juga terjadi oksidasi air karena anion larutan yang dielektrolisis merupakan anion oksi.

   3.      LARUTAN CuSO₄

Dalam larutan CuSO₄ dihasilkan endapan tembaga pada katode dan sedikit gelembung gas pada anode. Reaksi yang terjadi adalah:

CuSO₄           Cu²⁺_(aq) + SO₄^2-_(aq)

K :  Cu²⁺_(aq) + 2e^-          Cu_(s)

A :  2H₂O_(l)          4H⁺_(aq) + O_2(g) + 4e^-

Pada katode, tidak terjadi reduksi air karena ion yang ada di katode bukan merupakan ion dari logam golongan utama, selain itu elektrode yang digunakan juga elektrode yang inert.  Maka, yang tereduksi adalah Cu²⁺ sendiri.

Pada anode dihasilkan gas oksigen dan ion-ion H⁺ sebagai produk dari oksidasi air. Oksidasi air terjadi karena anion pada anode merupakan anion dari asam oksi yang tidak dapat dioksidasi.

  G.     KESIMPULAN :

      1.      Pada anode mengalami reaksi oksidasi.

      2.      Pada katode mengalami reaksi reduksi.

      3.      Reaksi reduksi oksidasi selalu terjadi bersamaan      

      4.      Jenis elektroda mempengaruhi reaksi yang terjadi dalam sel elektrolisis.