Senyawa Karbon dan Makromolekul
📋Capaian Pembelajaran
Fase F: menjelaskan senyawa karbon dan makromolekul. Panduan mencakup identifikasi unsur penyusun senyawa karbon, kekhasan atom karbon, hidrokarbon (alkana, alkena, alkuna) beserta tata nama dan isomernya, minyak bumi (pembentukan, pemisahan, kegunaan), gugus fungsi utama, dan makromolekul.
🎯Yang perlu kamu kuasai
- Menjelaskan kekhasan atom karbon dan jenis atom C (primer, sekunder, tersier, kuarterner).
- Memberi nama IUPAC alkana, alkena, alkuna, dan menentukan isomernya.
- Menjelaskan fraksi minyak bumi, bilangan oktan, dan dampak pembakaran.
- Mengenali gugus fungsi (alkohol, eter, aldehida, keton, asam karboksilat, ester) dan reaksinya.
- Menjelaskan polimer serta karbohidrat, protein, dan lipid.
📚Materi
1. Kekhasan atom karbon
Karbon memiliki 4 elektron valensi sehingga membentuk 4 ikatan kovalen, dan dapat berikatan dengan sesama karbon membentuk rantai. Adanya C dan H dalam senyawa karbon dapat dibuktikan dengan membakarnya: CO₂ mengeruhkan air kapur, H₂O mengubah kertas kobalt biru menjadi merah muda.
2. Hidrokarbon
| Golongan | Rumus umum | Ikatan | Contoh |
|---|---|---|---|
| Alkana | CₙH₂ₙ₊₂ | tunggal (jenuh) | metana, butana |
| Alkena | CₙH₂ₙ | satu rangkap dua | etena (etilena) |
| Alkuna | CₙH₂ₙ₋₂ | satu rangkap tiga | etuna (asetilena) |
Tata nama IUPAC: pilih rantai terpanjang (untuk alkena/alkuna yang memuat ikatan rangkap), beri nomor dari ujung terdekat cabang atau ikatan rangkap, sebut cabang sesuai abjad dengan nomornya. Contoh: 2-metilbutana, 2-butena.
Isomer adalah senyawa dengan rumus molekul sama tetapi struktur berbeda: isomer rantai, isomer posisi (1-butena dan 2-butena), isomer fungsi (alkohol dan eter), dan isomer geometri cis-trans pada alkena.
3. Minyak bumi
Minyak bumi terbentuk dari sisa organisme laut yang terkubur jutaan tahun di bawah tekanan dan suhu tinggi. Komponennya dipisahkan dengan distilasi bertingkat berdasarkan titik didih: gas (LPG), bensin, nafta, kerosin, solar, oli, dan residu (aspal). Bilangan oktan menyatakan ketahanan bensin terhadap ketukan (knocking): campuran isooktana (100) dan n-heptana (0). Pembakaran tidak sempurna menghasilkan CO yang beracun dan jelaga; pembakaran bahan bakar fosil menambah CO₂ di atmosfer.
4. Gugus fungsi
| Golongan | Gugus | Contoh | Kegunaan |
|---|---|---|---|
| Alkohol | –OH | etanol | bahan bakar, antiseptik |
| Eter | –O– | dietil eter | pelarut, anestesi |
| Aldehida | –CHO | metanal (formalin) | pengawet spesimen |
| Keton | –CO– | propanon (aseton) | pelarut cat kuku |
| Asam karboksilat | –COOH | asam asetat | cuka |
| Ester | –COO– | etil asetat | aroma buah, pelarut |
Jenis reaksi: substitusi (atom diganti, alkana + halogen dengan cahaya), adisi (ikatan rangkap terbuka; alkena menghilangkan warna air bromin — uji ketidakjenuhan; adisi HX mengikuti aturan Markovnikov), eliminasi (membentuk ikatan rangkap, misalnya dehidrasi etanol), dan esterifikasi (asam karboksilat + alkohol → ester + air).
5. Makromolekul
- Polimer adisi dari monomer berikatan rangkap: polietilena (kantong plastik), PVC (pipa), polistirena (styrofoam), teflon.
- Polimer kondensasi melepas molekul kecil (air): nilon, poliester (PET botol minum).
- Karbohidrat: monosakarida (glukosa, fruktosa), disakarida (sukrosa, laktosa), polisakarida (amilum, selulosa, glikogen). Uji: Benedict/Fehling untuk gula pereduksi, iodin untuk amilum.
- Protein: polimer asam amino yang dihubungkan ikatan peptida. Uji biuret (ungu); dapat terdenaturasi oleh panas atau asam.
- Lipid: lemak dan minyak (ester gliserol dan asam lemak). Penyabunan dengan NaOH menghasilkan sabun.
Plastik sulit terurai; pengurangan, penggunaan ulang, daur ulang, dan plastik biodegradabel adalah bagian dari kimia hijau.
✏️Contoh soal
Ada tiga isomer: n-pentana (rantai lurus), 2-metilbutana (satu cabang), dan 2,2-dimetilpropana (dua cabang pada C tengah).
Urutan titik didih: n-pentana (36 °C) > 2-metilbutana (28 °C) > 2,2-dimetilpropana (10 °C). Makin bercabang, makin bulat bentuknya, makin kecil luas kontak antarmolekul, dan makin lemah gaya London.
📝Latihan
Kerjakan di kertas, lalu buka jawabannya.
1. Beri nama IUPAC: CH₃–CH(CH₃)–CH₂–CH₃.
2. Bagaimana membedakan heksana dan heksena di laboratorium?
3. Tentukan golongan dan nama CH₃–CO–CH₂–CH₃.
4. Apa hasil reaksi asam asetat dengan etanol, dan apa nama reaksinya?
5. Mengapa bensin beroktan tinggi dianjurkan untuk mesin berkompresi tinggi?
6. Sebutkan monomer dan jenis polimerisasi pada polietilena.
🎯Latihan TKA untuk topik ini
Soal-soal berikut dari latihan TKA Kimia SMA menguji materi di halaman ini. Kerjakan langsung di halaman soal, lalu buka pembahasannya.
- Paket 1 · Soal 7 PGK Kategori — Menganalisis hubungan struktur isomer dengan titik didihnya.
- Paket 1 · Soal 8 PGK MCMA — Menentukan kegunaan fraksi minyak bumi berdasarkan titik didihnya pada distilasi bertingkat.
- Paket 1 · Soal 9 PG — Menentukan nama dan golongan senyawa hasil reaksi esterifikasi.
- Paket 2 · Soal 7 PG — Menentukan nama senyawa karbon yang mengandung gugus karbonil di tengah rantai.
- Paket 2 · Soal 8 PGK MCMA — Menentukan jenis reaksi senyawa karbon (adisi, substitusi, eliminasi, esterifikasi) dan produknya.
- Paket 2 · Soal 9 PGK Kategori — Menganalisis sifat fisik dan kimia alkana dan alkena berdasarkan strukturnya.