APLIKASI ALKANA DAN SIKLOALKANA
1. Bahan Bakar
Secara umum, alkana berguna
sebagai bahan bakar dan bahan baku dalam industri petrokimia.
a)
Metana; berguna sebagai bahan bakar untuk memasak, dan bahan baku pembuatan
zat kimia seperti H2 dan NH3.
b)
Etana; berguna sebagai bahan bakar untuk memasak dan sebagai refrigerant
dalam sistem pendinginan dua tahap untuk suhu rendah.
c)
Propana; merupakan komponen utama gas elpiji untuk memasak dan bahan baku
senyawa organik.
d)
Butana; berguna sebagai bahan bakar kendaraan dan bahan baku karet
sintesis.
e)
Oktana; merupakan komponen utama bahan bakar kendaraan bermotor, yaitu
bensin.
Alkana dari pentana (C5H12) sampai oktana (C8H18)
akan disuling menjadi bensin, sedangkan alkana jenis nonana (C9H20)
sampai heksadekana (C16H34) akan disuling menjadi diesel, kerosene dan bahan bakar jet. Alkana dengan jumlah atom karbon 1 sampai 4 akan
berbentuk gas dalam suhu ruangan, dan dijual sebagai elpiji (LPG). Di musim dingin,
butana (C4H10), digunakan sebagai bahan campuran pada
bensin, karena tekanan uap butana yang tinggi akan membantu mesin menyala pada
musim dingin.
Bensin merupakan salah satu fraksi minyak bumi yang
banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari, terutama digunakan sebagai bahan
bakar pada mesin pembakaran dalam, misalnya pada mobil dan sepeda motor.
Penggunaan bensin sebagai bahan bakar tidak terlepas dari besarnya energi yang
dihasilkan dari pembakaran bensin tersebut. Pada dasarnya, bensin merupakan
campuran senyawa- senyawa hidrokarbon yang terdiri dari isomer- isomer heptana
dan oktana. Jika bensin yang digunakan sebagai bahan bakar mesin tersebut
terdiri dari heptana dan oktana rantai lurus, maka di dalam mesin, bensin
tersebut tidak terbakar dengan sempurna, sehingga menimbulkan bunyi ketukan
(knocking) yang mengganggu gerakan piston dalam mesin. Hal ini menyebabkan
mesin tidak berfungsi dengan baik (kehilangan sejumlah energi), dan pada tahap
selanjutnya dapat merusak mesin.
Sementara itu, bila bensin yang digunakan sebagai
bahan bakar mesin terdiri dari heptana dan oktana yang bercabang, maka
pembakaran yang terjadi di dalam mesin sangat efektif (menghasilkan energi yang
besar) sehingga jumlah ketukan mesin dapat dikurangi. Kualitas bensin dapat
ditentukan berdasarkan jumlah ketukan yang ditimbulkannya, dan dinyatakan
dengan bilangan oktan. Jika bensin mempunyai bilangan oktan tinggi, maka bensin
tersebut berkualitas baik dan sebaliknya, bensin yang mempunyai bilangan oktan
rendah merupakan bensin yang tidak baik digunakan sebagai bahan bakar. Bilangan
oktan pada bensin dinyatakan dengan angka 0 sampai 100. Untuk menentukan
bilangan oktan, digunakan dua jenis senyawa sebagai pembanding yaitu, n-heptana
(alkana rantai lurus, bilangan oktan=0) dan isooktana (alkana rantai bercabang,
bilangan oktan= 100) yang keduanya merupakan senyawa yang terdapat pada bensin.
Pembakaran bahan bakar dalam mesin kendaraan atau
dalam industri tidak terbakar sempurna. Pembakaran sempurna senyawa hidrokarbon
(bahan bakar fosil) membentuk karbon dioksida dan uap air. Sedangkan pembakaran
tak sempurna membentuk karbon monoksida dan uap air.
a. Pembakaran sempurna isooktana:
C8H18 (l) +12 ½ O2
(g) –> 8 CO2 (g) + 9 H2O (g) ΔH = -5460 kJ
b. Pembakaran tak sempurna isooktana:
C8H18 (l) + 8 ½ O2
(g) -> 8 CO (g) + 9 H2O (g) ΔH = -2924,4 kJ
Sebagaimana terlihat pada contoh di atas, pembakaran
tak sempurna menghasilkan lebih sedikit kalor. Jadi, pembakaran tak sempurna
mengurangi efisiensi bahan bakar. kerugian lain dari pembakaran tak sempurna
adalah dihasilkannya gas karbon monoksida (CO), yang bersifat racun. Oleh
karena itu, pembakaran tak sempurna akan mencemari udara.
2. Pelarut
Rantai karbon dengan C5-7 semuanya ringan, dan
mudah menguap, nafta jernih. Senyawaan tersebut digunakan sebagai pelarut,
cairan pencuci kering (dry clean), dan produk cepat-kering lainnya. Semua alkana merupakan senyawa polar
sehingga sukar larut dalam air. Pelarut yang baik untuk alkana adalah pelarut
non polar, misalnya eter. Jika alkana bercampur dengan air, lapisan alkana
berada di atas, sebab massa jenisnya lebih kecil daripada 1. Petroleum ether
atau heksan adalah bahan pelarut lemak nonpolar yang paling banyak digunakan
karena harganya relatif murah, kurang berbahaya terhadap risiko kebakaran dan
ledakan, serta lebih selektif untuk lemak nonpolar.
- Sumber
Hidrogen
dan Bahan Mentah Industri
Gas alam
dan gas petroleum merupakan sumber hidrogen dalam industri, misalnya industri
amonia dan pupuk. Ketika alkana dipanaskan sampai temperatur tinggi dalam
udara vakum, alkana akan pecah atau terpecah menjadi molekul
yang lebih kecil. Perengkahan metana (CH4) menghasilkan
serbuk karbon murni, seperti yang digunakan pada ban mobil;
pembentukan pelapis intan buatan; dan menghasilkan hidrogen, sebagai
bahan mentah untuk industri kimia.
CH4(g)
→ C(s) + 2H2(g)
Perengkahan
etana menghasilkan etena, salah satu bahan mentah yang penting dalam
industri kimia (terutama dalam pembuatan plastik) sama halnya seperti
hidrogen.
C2H6(g)
→ CH2=CH2(g) + H2(g)
- Pelumas
Alkana dengan atom karbon 16
atau lebih akan disuling menjadi oli/pelumas. Pelumas adalah alkana suhu tinggi (jumlah atom karbon tiap
molekulnya cukup besar, misalnya C18H38. Proses cracking atau alkilasi penting untuk
minyak bumi dalam mencari senyawa yang lebih dibutuhkan oleh konsumen, yaitu
untuk mendapatkan bensin lebih banyak dari minyak pelumas. Contoh cracking
adalah minyak diesel (C16-C24) dan minyak pelumas (C20-C30)
yang dipecah menjadi bensin (C4-C10) dan senyawa lain
yang lebih banyak digunakan.
5. Bahan baku untuk senyawa organik lain
Minyak
bumi dan gas alam merupakan bahan baku utama untuk sintesis berbagai senyawa
organik seperti alkohol, asam cuka dan lain-lain.
6. Pendingin
Kulkas
Seiring
dengan kesadaran banyak pihak tentang penggunaan gas freon yang sudah tidak
ramah lingkungan lagi, muncul yang namanya Metil Klorida atau Monoklor metana.
Senyawa yang dihasilkan dari reaksi subtitusi alkana dengan gas klor ini banyak
digunakan sebagai pada pendingan kulkas. Zat ini lebih ramah lingkungan karena
tidak merusak ozon.
CH4 + Cl2
⎯→ CH3Cl +
HCl
7. Obat Bius
Kegunaan
senyawa alkana berikutnya adalah kloroform. Kloroform merupakan hasil reaksi
subtitusi metana dengan gas klor berlebih. Zat ini berupa cairan yang dahulu digunakan
sebagai bahan anestesi, pemati rasa atau lebih dikenal dengan nama obat bius.
Dalam dunia medis zat ini sangat penting guna membantu mengurangi rasa sakit
saat operasi tetapi karena sifatnya yang toksik terhadap hati, maka senyawa ini
tidak lagi digunakan sebagai bahan anestesi. International Agency for
Research on Cancer (IARC) menggolongkan kloroform ke dalam Grup 2B,
kemungkinan karsinogenik terhadap manusia. Selain itu, kloroform pada suhu
kamar punya wujud cair sering digunakan sebagai bahan pelarut organik.
8.
Memadamkan Api
Alkana
terhalogenasi sempurna, seperti karbon tetraklorida (CCl4),
dani.bromoklorodifluorometana (BCF) dapat memadamkan api. Zat-zat
tersebut mempunyai massa jenis yang cukup besar sehingga dapat mengusir udara
dan memadamkan api, dimana cairan menguap dan memadamkan api dengan cara
menghambat reaksi berantai kimia dari proses pembakaran. Tetapi pada suhu
tinggi CCl4 dapat bereaksi dengan air membentuk fosgen (COCl2),
suatu gas yang sangat beracun sehingga ditarik dan dilarang. BCF juga dapat
merusak ozon dilapisi statosfir sehingga penggunakan bahan tersebut dilarang.
DAFTAR PUSTAKA
Heinemann
Advanced Science: Chemistry, 2000
Permana, I. 2009. Memahami Kimia 1 : SMA/MA untuk
Kelas Semester 1 dan 2. Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional,
Jakarta, p. 175
Rahayu, Yeti. “Minyak Bumi”. http://yettirahayu.blogspot.com/2012/10/minyak-bumi.html.
(25 Feb. 2014)
Rumus Hitung. “Kegunaan Senyawa
Alkana”. http://rumushitung.com/2014/01/24/kegunaan-senyawa-alkana/. (26
Feb. 2014)
Sugianto, Bambang. “Pembakaran
Sempurna dan Tidak Sempurna”. http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia_fisika1/termokimia/pembakaran-sempurna-dan-tidak-sempurna/.
(25 Feb. 2014)
Sunardi. 2007. Kimia
Bilingual. Bandung: CV. Ryama Widya
Selengkapnya...