Apa hubungan antara titik didih dan berat molekul

Table of Contents Show

1. Titik Didih Senyawa Hidrokarbon Dipengaruhi Massa Molekul Relatifnya dan Struktur Molekulnya
2. Keisomeran Senyawa Hidrokarbon
a. Keisomeran Senyawa Alkana
b. Keisomeran Senyawa Alkena
c. Keisomeran Senyawa Alkuna
1. Reaksi Oksidasi pada Senyawa Hidrokarbon
2. Reaksi Substitusi pada Senyawa Hidrokarbon
C. Metode Pembelajaran :
D. Langkah-Langkah Pembelajaran
Video yang berhubungan

Hidrokarbon 145 Hubungan Titik Didih dengan Massa Molekul Relatif dan Struktur Tujuan Menyelidiki hubungan titik didih dengan massa molekul relatif dan struktur Alat dan Bahan Data titik didih dan M r senyawa hidrokarbon Langkah Kerja 1. Amati tabel berikut. Kemudian, tulislah struktur-strukturnya dalam buku latihan Anda. Selidikilah 6.5 Jumlah Atom C Struktur Titik Didih Senyawa Metana Etana n-propana n-butana n-pentana n-heksana n-heptana n-oktana Isopentana Neopentana 1 2 3 4 5 6 7 8 5 5 M r 16 30 44 58 72 86 100 114 72 72 –161 –89 –44 –0,5 36 68 98 125 28 9 ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 2. Buatlah grafik antara M r dan Titik Didih untuk senyawa-senyawa berikut. Metana, etana, n-propana, n-butana, n-pentana, n-heksana, n-heptana, n-oktana. 3. Buatlah grafik antara jumlah rantai cabang dan titik didih untuk pentana, isopentana, dan neopentana. Jawablah pertanyaan berikut untuk menyimpulkan fakta. 1. Adakah hubungan antara M r dan titik didih? 2. Senyawa apa saja yang berwujud gas pada suhu kamar? 3. Senyawa apa saja yang berwujud cair pada suhu kamar? 4. Apakah persamaan dan perbedaan antara n-pentana, isopentana, dan neopentana? 5. Disebut apakah senyawa yang memiliki rumus molekul sama, tetapi strukturnya berbeda? 6. Adakah hubungan antara jumlah rantai cabang dan titik didih? Kerjakan secara berkelompok dan diskusikan hasil yang diperoleh. Sumber: Dokumentasi Penerbit Gambar 6.10 Tabung gas elpiji mengandung hidrokarbon, yaitu propana C 3 H 8 yang berbentuk gas. Gambar 6.11 Grafik antara massa molekul relatif terhadap titik didihnya.

1. Titik Didih Senyawa Hidrokarbon Dipengaruhi Massa Molekul Relatifnya dan Struktur Molekulnya

Berdasarkan data pada tabel Selidikilah 6.5, terlihat bahwa semakin banyak jumlah atom karbon maka jumlah massa molekul relatif juga semakin besar dan titik didih dari senyawa karbon tersebut semakin tinggi. Perhatikan grafik antara massa molekul relatif beberapa senyawa terhadap titik didihnya. Titik didih °C – 260 –240 –220 –200 –180 –160 –140 –120 – 100 –80 –60 – 40 –20 20 40 60 80 100 120 20 40 60 80 100 120 M as sa m o lek ul relat if g m o l –1 Di unduh dari : Bukupaket.com Praktis Belajar Kimia untuk Kelas X 146 Gambar 6.12 Grafik titik didih alkana rantai lurus dan isomer rantai cabang 2-metil-nya. Pada suhu kamar, senyawa metana, etana, propana, dan butana berwujud gas. Adapun senyawa pentana, heksana, heptana, oktana, dan dekana berwujud cair. Adakah senyawa alkana yang berwujud padat? Senyawa alkana yang memiliki jumlah atom lebih dari 17 berwujud padat. Wujud suatu senyawa hidrokarbon dipengaruhi oleh titik didih dan titik lelehnya. Bagaimana dengan pengaruh dari struktur molekulnya? Senyawa alkana yang memiliki rantai cabang, seperti isopentana dan neopentana memiliki titik didih yang lebih kecil dibandingkan dengan senyawa yang memiliki rantai karbon lurus. Senyawa alkana ini memiliki rumus molekul sama, namun struktur molekulnya bisa berbeda, ada yang rantai karbon lurus ada juga rantai karbon bercabang. Perhatikan grafik antara rantai lurus dan bercabang terhadap titik didihnya. Berdasarkan grafik tersebut, terlihat bahwa semakin banyak rantai cabang pada senyawa hidrokarbon, titik didihnya akan lebih kecil.

2. Keisomeran Senyawa Hidrokarbon

Pada senyawa hidrokarbon, rumus kimia menunjukkan jumlah atom karbon dan setiap unsur yang terdapat dalam satu molekul senyawa. Rumus kimia senyawa propana adalah C 3 H 6 , rumus kimia ini menunjukkan bahwa setiap molekul propana terdiri atas tiga atom karbon dan enam atom hidrogen. Rumus struktur molekul adalah rumus kimia yang menunjukkan cara atom-atom diikatkan antara satu sama lain dengan ikatan kovalen dalam struktur molekul senyawa tersebut. Keisomeran senyawa hidrokarbon adalah suatu fenomena, karena dua atau lebih senyawa hidrokarbon memiliki rumus kimia yang sama, tetapi memiliki struktur molekul yang berbeda. Struktur-struktur molekul yang berbeda tetapi rumus kimianya sama ini disebut isomer. Terdapat 4 jenis isomer, yaitu isomer rangka, isomer posisi, isomer fungsi, dan isomer geometri. Isomer rangka dan isomer posisi sering disebut isomer struktur. • Isomer fungsi • Isomer geometri • Isomer posisi • Isomer rangka Kata Kunci –20 4 6 5 20 40 60 80 Jumlah atom karbon dalam alkana 100 120 140 160 180 7 8 9 10 Sumber: Organic Chemistry, 1996 T it ik d id ih ° C 1 at m = Alkana rantai lurus = Alkana rantai cabang 2-metil Di unduh dari : Bukupaket.com Hidrokarbon 147 atau CH 3 CH 2 CH 2 CH 3 n-butana, memiliki titik didih –0,4 °C C H H H C H H C H H H C H H Pada penamaan n-nama senyawa karbon n berarti normal, yang artinya struktur senyawa tersebut merupakan senyawa karbon rantai lurus, misalnya pada struktur n-propana berikut. Anda Harus Ingat CH 3 CH 2 CH 3 atau 2-metilpropana isobutana, memiliki titik didih –10,2 °C C H H H C H H C H H H H C H CH 3 C H CH 3 CH 3 Senyawa alkana C 5 H 12 memiliki 3 isomer. Tuliskanlah struktur isomer dan tata nama senyawanya. Jawab atau 2-metilbutana isopentana, titik didih –28 °C C H H H C H H C H H H H C H C H H CH 3 H C CH 2 CH 2 CH 3 atau pentana, titik didih 36 °C CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 CH 3 C H H H C H H C H H H C H H C H H C H H H C H H H H C H C H H H C H atau 2,2-dimetilpropana neopentana, titik didih 9,6 °C CH 3 C CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 CH 2 CH 3 n-hydrocarbons n stands for normal, is a straight-chain hydrocarbon because the carbon atoms are joined along one line as n-propane structure. You Must Remember

a. Keisomeran Senyawa Alkana

Pada senyawa alkana, keisomeran dimulai dari senyawa dengan rumus kimia C 4 H 10 . Jenis isomernya, yaitu isomer struktur. Perhatikan dua isomer yang dimiliki C 4 H 10 serta titik didihnya. Contoh 6.13 Di unduh dari : Bukupaket.com Praktis Belajar Kimia untuk Kelas X 148 1-butena, memiliki titik didih -6,1 °C atau CH 3 CH CH 3 2-butena, memiliki titik didih 0,8 °C CH atau 2-metilpropena, memiliki titik didih –6,6 °C C H H C H H C H H H H C CH 2 C CH 3 CH 3 C H H C H C H H H C H H Senyawa alkena C 5 H 10 memiliki 5 isomer. Tuliskanlah struktur isomer dan tata nama senyawanya. Jawab 1-pentena 2-pentena atau 2-metil,1-butena C H H C H H C H H H H C H H C CH 2 C CH 3 CH 3 CH 2 H H H C H H atau CH 2 CH CH 2 CH 3 H H H H H H C C C atau C H CH 2 CH CH 2 CH 2 CH 3 H H H H H H C C C C atau C CH 3 CH CH 2 CH 3 CH H H H H H H H H H C C C C

b. Keisomeran Senyawa Alkena

Pada senyawa alkena, keisomeran dimulai dari senyawa dengan rumus kimia C 4 H 8 . Jenis isomernya, yaitu isomer struktur, isomer fungsi, dan isomer geometri. Pada pembahasan berikut akan dijelaskan mengenai isomer struktur saja, isomer fungsi dan isomer posisi akan Anda pelajari di Kelas XII. Perhatikan tiga isomer struktur yang dimiliki senyawa alkena C 4 H 8 . Contoh 6.14 Kupas Tuntas Manakah dari rumus kimia berikut ini termasuk kelompok golongan alkena dan alkuna .... A . C 2 H 4 dan C 2 H 8 B. C 3 H 6 dan C 4 H 8 C . C 5 H 10 dan CH 4 D. C 4 H 8 dan C 3 H 4 E. C 2 H 2 dan C 5 H 8 Pembahasan Rumus umum alkena adalah C n H 2n Rumus umum alkuna adalah C n H 2n–2 Jadi, golongan alkena dan alkuna adalah D C 4 H 8 dan C 3 H 4 . UN 2003 H Di unduh dari : Bukupaket.com Hidrokarbon 149 2-metil,2-butena 3-metil,1-butena 1-butuna 2-butuna Senyawa alkuna C 5 H 8 memiliki 3 isomer. Tuliskanlah struktur isomer dan tata nama senyawanya. Jawab 1-pentuna 2-pentuna 3-metil,1-butuna atau C CH 3 H C CH 2 CH 3 CH H H H H H H H H H H C C C C atau H C CH 3 C CH 3 CH 3 CH H H H H H H H H C C C C atau C H C C H H H C H H CH C CH 2 CH 3 atau C H C C H H H C H H CH 3 CH 3 C C CH 3 C CH 2 CH 3 C CH C H C CH 3 CH 3 CH C CH 2 CH 2 CH 3 Sumber: Chemistry Chang, 2002 Gambar 6.13 Gas asetilen C 2 H 2 dibuat dengan mereaksikan kalsium karbida CaC 2 dengan air. Tahukah Anda kegunaan dari gas asetilen? H

c. Keisomeran Senyawa Alkuna

Pada senyawa alkuna, keisomeran dimulai dari senyawa butuna dengan rumus kimia C 4 H 6 . Jenis isomernya, yaitu isomer struktur dan isomer fungsi. Pada pembahasan berikut akan dijelaskan mengenai isomer struktur senyawa alkuna. Perhatikan dua isomer yang dimiliki butuna C 4 H 6 . Contoh 6.15 Di unduh dari : Bukupaket.com Praktis Belajar Kimia untuk Kelas X 150 Kerjakanlah di dalam buku latihan Anda. 1. Senyawa C 6 H 14 memiliki 5 isomer. Tuliskan rumus struktur isomer-isomernya dan tata nama masing- masing isomer. 2. Senyawa C 7 H 16 memiliki 9 isomer. Tuliskan rumus struktur isomer-isomernya dan tata nama masing- masing isomer. 3. Tentukan jumlah isomer dari senyawa berikut. a. C 6 H 12 b. C 6 H 10 c. C 5 H 10 Soal Penguasaan Materi 6.4 E Reaksi-Reaksi Senyawa Hidrokarbon Pada senyawa-senyawa hidrokarbon alkana, alkena, alkuna dapat terjadi reaksi-reaksi, seperti reaksi oksidasi, reaksi adisi, reaksi substitusi, dan reaksi eliminasi. Pada subbab ini, Anda akan mempelajari reaksi-reaksi tersebut.

1. Reaksi Oksidasi pada Senyawa Hidrokarbon

Suatu senyawa alkana yang bereaksi dengan oksigen menghasilkan karbon dioksida dan air disebut dengan reaksi pembakaran. Perhatikan persamaan reaksi oksidasi pada senyawa hidrokarbon berikut. CH 4 g + O 2 g → CO 2 g + H 2 Og Reaksi pembakaran tersebut, pada dasarnya merupakan reaksi oksidasi. Pada senyawa metana CH 4 dan karbon dioksida CO 2 mengandung satu atom karbon. Kedua senyawa tersebut harus memiliki bilangan oksidasi nol maka bilangan oksidasi atom karbon pada senyawa metana adalah –4, sedangkan bilangan oksidasi atom karbon pada senyawa karbon dioksida adalah +4. Bilangan oksidasi atom C pada senyawa karbon dioksida meningkat mengalami oksidasi, sedangkan bilangan oksidasi atom C pada senyawa metana menurun.

2. Reaksi Substitusi pada Senyawa Hidrokarbon

Berdasarkan Tabel 1. di atas, dapat dianalisis bahwa semakin besar harga massa molekul relatif Mr yaitu semakin banyak jumlah atom C, maka harga titik didih dan titik leburnya juga semakin besar. Hal ini dikarenakan senyawa yang memiliki massa molekul relatif Mr besar maka kerapatan partikel dalam senyawa tersebut juga besar. Akibatnya, gaya antarmolekul besar sehingga energi untuk melepaskan ikatannya besar. Oleh karena itu, titik didih dan titik lebur tinggi.

2. Hubungan Titik Didih dan Titik lebur Senyawa Alkana dengan Rumus Struktur

Tabel 2. Titik Didih dan Titik Lebur pada Isomer Heksana C 6 H 14 Nama Struktur Massa molekul relatif Mr Titik Lebur °C Titik Didih °C n-heksana CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 3 86 -95 69 3-metilpentana CH 3 CH 2 CH 3 CH 2 CH CH 3 86 -54 63 2-metilpentana CH 3 CH CH 2 CH 2 CH 3 CH 3 86 -18 60 2,3-dimetilbutana CH 3 CH CH CH 3 CH 3 CH 3 86 -98 58 2,2-dimetilbutana CH 2 CH 3 CH 3 CH 3 C CH 3 86 -129 50 Berdasarkan Tabel 2. di atas, dapat diketahui bahwa untuk kasus senyawa alkana berisomer harga Mr sama seperti isomer heksana di atas, maka senyawa isomer heksana dengan rumus struktur berupa rantai lurus memiliki titik didih yang lebih besar dibanding rantai cabang. Semakin banyak cabang maka titik didih yang dimiliki semakin rendah apabila dibandingkan dengan alkana yang memiliki jumlah C sama dengan isomernya. Dengan adanya percabangan pada struktur alkana, maka bentuk molekul alkana cenderung menyerupai bentuk bolabulat. Akibatnya, luas permukaan bidang singgung antar molekul menjadi berkurang. Dengan kata lain, interaksi yang terjadi antar molekul menjadi berkurang. Akibatnya, gaya tarik antar molekulnya rendah dan titik didihnya rendah.

C. Metode Pembelajaran :

-Diskusi Informatif -Diskusi Kelompok -Tanya Jawab -Penugasan

D. Langkah-Langkah Pembelajaran

No. Kegiatan Pembelajaran Waktu menit Keterangan 1. Kegiatan Pendahuluan a. Orientasi Salam pembuka , presensi, berdo’a

b. Apersepsi

“Kemarin, kalian sudah belajar tentang isomer alkana, yang meliputi isomer rangka dan isomer posisi.” Ada tugas kan?

c. Motivasi

“Ayo siapa yang berani menuliskan hasil pekerjaannya ke depan?”

d. Menyampaikan tujuan pembelajaran

Melalui diskusi kelompok siswa dapat menyimpulkan : 1. Hubungan titik didih dan titik lebur senyawa alkana dengan massa molekul relatifnya Mr. 2. Hubungan titik didih senyawa alkana dengan rumus strukturnya. 10 ’

2. Kegiatan Inti

a. Perwakilan siswa menuliskan hasil pekerjaannya tugas isomer senyawa heksana di papan tulis. Siswa yang lain menanggapi apakah hasil pekerjaanya sudah sama atau ada yang berbeda. Guru mempersilahkan siswa dengan jawaban berbeda untuk menuliskan jawabannya di papan tulis. b. Guru dan siswa mendiskusikan bersama tentang jawaban di papan tulis. c. Guru memberikan penguatan teori d. Guru membagi siswa menjadi lima kelompok. e. Guru membagikan LKS Kegiatan 1 tentang Hubungan Titik Didih dan Titik Lebur Senyawa Alkana dengan Massa molekul relatif Mr untuk masing-masing kelompok. f. Guru memberikan penjelasan terkait apa yang harus dilakukan setiap kelompok sesuai petunjuk dalam LKS yang telah diberikan. g. Siswa berdiskusi dan mengerjakan soal dalam LKS. h. Satu kelompok maju untuk mempresentasikan hasil diskusi kelompoknya dan kelompok yang lain menanggapi. i. Guru memberikan umpan balik terkait hasil diskusi siswa. j. Guru membagikan LKS Kegiatan 2 tentang Hubungan Titik Didih dan Senyawa Alkana dengan Rumus Strukturnya untuk masing- masing kelompok. k. Guru memberikan penjelasan terkait apa yang harus dilakukan setiap kelompok sesuai petunjuk dalam LKS yang telah diberikan. l. Siswa berdiskusi dan mengerjakan soal dalam 65’ Eksplorasi Elaborasi Konfirmasi Eksplorasi Elaborasi Konfirmasi Eksplorasi