LKPD Hidrokarbon 1 [PDF]

Citation preview

1



LEMBAR KERJA PESERTA DIDIK Satuan Pendidikan Mata Pelajaran



: SMA : Kimia



Kelas / Semester Alokasi Waktu



: XI KBC / 1 : 1 X 45 menit



PETUNJUK UNTUK PESERTA DIDIK 1. Baca indikator pencapaian kompetensi yang tercantum dalam LKPD. 2. Dengan bimbingan guru, bacalah informasi yang diberikan pada kolom informasi. 3. Setiap peserta didik mengeksplorasi (mencermati dan mendiskusikan dalam kelompok) tentang model yang diberikan dalam LKPD, guru bertindak sebagai fasilitator. 4. Berdasarkan pemahaman terhadap model dan informasi serta pengalaman hidup, maka jawablah



pertanyaan-pertanyaan



yang diberikan



pada pertanyaan



kunci



untuk



menemukan konsep. 5. Peserta didik yang telah menemukan jawaban dari suatu pertanyaan, langsung dituliskan dalam tempat yang sudah disediakan. 6. Untuk memperkuat ide-ide yang telah terbangun dan berlatih menerapkan ide-ide pada situasi yang baru, maka kerjakanlah sejumlah latihan yang diberikan pada tahap aplikasi.



HIDROKARBON Kelas XI SMA



1



2



KOMPETENSI INTI KI 1 Menghayati dan mengamalkan ajaran agama yang dianutnya. KI 2 Menunjukkan perilaku jujur, disiplin, tanggungjawab, peduli (gotong royong, kerjasama, toleran, damai), santun, responsif dan pro-aktif dan menunjukkan sikap sebagai bagian dari solusi atas berbagai permasalahan dalam berinteraksi secara efektif dengan lingkungan sosial dan alam serta dalam menempatkan diri sebagai cerminan bangsa dalam pergaulan dunia. KI 3 Memahami, menerapkan, menganalisis dan mengevaluasi pengetahuan faktual, konseptual, prosedural, dan metakognitif berdasarkan rasa ingin tahunya tentang ilmu pengetahuan, teknologi, seni, budaya, dan humaniora dengan wawasan kemanusiaan, kebangsaan, kenegaraan, dan peradaban terkait penyebab fenomena dan kejadian, serta menerapkan pengetahuan prosedural pada bidang kajian yang spesifik sesuai dengan bakat dan minatnya untuk memecahkan masalah. KI 4 Mengolah, menalar, menyaji dan mencipta dalam ranah konkrit dan ranah abstrak terkait dengan pengembangan dari yang dipelajarinya di sekolah secara mandiri, dan mampu menggunakan metoda sesuai kaidah keilmuan.



KOMPETENSI DASAR 3.1 Menganalisis struktur dan sifat senyawa hidrokarbon berdasarkan kekhasan atom karbon dan golongan senyawanya 4.1 Membuat model visual berbagai struktur molekul hidrokarbon yang memiliki rumus molekul yang sama



INDIKATOR PENCAPAIAN KOMPETENSI 3.1.1 Menganalisis struktur senyawa hidrokarbon berdasarkan kekhasan atom karbon dan golongan senyawanya 3.1.2 Menganalisis sifat senyawa hidrokarbon berdasarkan kekhasan atom karbon dan golongan senyawanya.



HIDROKARBON Kelas XI SMA



1



3



KEGIATAN 1 ORIENTASI 3.1.1



Menganalisis struktur senyawa hidrokarbon berdasarkan kekhasan atom karbon dan golongan senyawanya



INFORMASI 1. KEKHASAN ATOM KARBON a. Atom karbon mempunyai no. atom 6,dengan 4 elektron valensi sehingga dapat membentuk 4 ikatan kovalen dalam membentuk pasangan elektron bersama dengan atom lain. C b. Berdasarkan 4 ikatan kovalen tersebut, maka atom karbon dapat membentuk rantai karbon dengan: 1) Ikatan tunggal (jenuh), yaitu ikatan antara atom-atom karbon dengan satu ikatan kovalen. C—C—C— C— 2) Ikatan rangkap dua (tak jenuh), yaitu ikatan antara atom-atom karbon dengan dua ikatan kovalen. C—C = C—C—



3) Ikatan rangkap tiga (tak jenuh), yaitu ikatan antara atom-atom karbon dengan tiga ikatan kovalen. C—C ≡ C—C— Berdasarkan bentuk rantai, maka atom karbon dapat dapat membentuk: 1) Rantai terbuka (alifatis) Rantai terbuka ada yang lurus dan ada yang bercabang.



HIDROKARBON Kelas XI SMA



1



4



C—C— C—C—



C



C —C —C— C—



Rantai terbuka dan lurus



Rantai terbuka dan bercabang



2) Rantai tertutup, terdiri dari alisiklik dan aromatic C C



C C



C



C



C



C C



Alisiklik (rantai karbon melingkar)



2.



Aromatik (berikatan konjugasi)



KEDUDUKAN ATOM KARBON DALAM RANTAI KARBON



Atom karbon dibedakan menjadi : atom C primer, atom C sekunder, atom C tersier, dan atom kuarterner Perhatikan rantai karbon berikut ini: | 4 8 C— | | | | | Atom C: C—C—C C—C— No.1, 4, 5,6, dan 8 adalah atom C primer 1 | 2| 3| 7| No. 2 adalah atom C sekunder C C No. 3 adalah atom C tersier 5 6 No. 7 adalah atom C kuarterner



PERTANYAAN KUNCI Yang dimaksud atom C primer adalah Atom yang mengikat 1 atom karbon lainnya. Yang dimaksud atom C sekunder adalah adalah Atom yang mengikat 2 atom karbon lainnya. Yang dimaksud atom C tersier adalah adalah Atom yang mengikat 3 atom karbon lainnya. Yang dimaksud atom C kuarterner adalah adalah Atom yang mengikat 4 atom karbon lainnya.



HIDROKARBON Kelas XI SMA



1



5



INFORMASI



HIDROKARBON ALKANA C-C (Jenuh) CnH2n+2 CH4 = metana C2H6 = etana C3H8 = propana C4H10 = butana C5H12 = pentana C6H14 = heksana C7H16 = heptana C8H18 = oktana C9H20 = nonana C10H22 = dekana



ALKENA



ALKUNA



C=C (Tak Jenuh)



C≡C (Tak Jenuh)



CnH2n



CnH2n-2



C2H4 = etena



C2H2 = etuna



C3H6 = propena



C3H4 = propuna



C4H8 = butena



C4H6 = butuna



C5H10 = pentena



C5H8 = pentuna



C6H12 = heksena



C6H10 = heksuna



C7H14 = heptena



C7H12 = heptuna



C8H16 = oktena



C8H14 = oktuna



C9H18 = nonena



C9H16 = nonuna



C10H20 = dekena



C10H18 = dekuna



3. DERET HOMOLOG



HIDROKARBON Kelas XI SMA



1



6



Deretan rumus molekul alkana (tabel di atas) menunjukkan bahwa dari setiap anggota yang satu ke anggota berikutnya bertambah sebanyak CH2. Deret senyawa karbon yang demikian ini disebut deret homolog. Sifat-sifat deret homolog sbb:  Mempunyai rumus umum, untuk deret homolog alkana CnH2n+2  Antara satu anggota ke anggota berikutnya berbeda CH2  Selisih massa rumus antara satu anggota ke anggota berikutnya sebesar 14  Semakin panjang rantai karbon, semakin tinggi titik didihnya Nama-nama gugus alkil (CnH2n+1-) CH3 = metil C2H5 = CH3-CH2- = etil C3H7 = CH3-CH2-CH2- = propil C4H9= CH3-CH2-CH2-CH2- = butil C5H11 = pentil = amil CH3 | CH3-CH-



= isopropyl



CH3-CH-CH2| CH3



= isobutil



CH3-CH2-CH| CH3



= sekunder butil



CH3 | CH3-C| CH3



C6H13 = heksil C7H15 = heptil C8H17 = oktil C9H19 = nonil C10H21 = dekil



= tersier butil



4.TATA NAMA STRUKTUR HIDROKARBON A. TATA NAMA ALKANA Tata nama alkana berdasarkan aturan IUPAC, sbb: a. Bila strukturnya merupakan rantai lurus, maka di depan nama alkana diberi awalan normal (n) Contoh: CH3-CH2-CH2-CH3 = n-butana b. Bila rantai karbon bercabang, maka ditentukan dahulu rantai utama (rantai induk), yaitu rantai karbon terpanjang, dan atom C diberi nomor urut dari salah satu ujung yang paling dekat dengan cabang. Contoh: CH3-CH2-CH-CH3 2-metil butana (4) (3) (|2) (1) CH3



HIDROKARBON Kelas XI SMA



1



7



c. Jika terdapat 2 atau lebih cabang sejenis, hal ini dinyatakan dengan awalan di, tri, tetra, penta, dst.



CH3 | Contoh: CH3-CH2-C-CH2-CH3 | CH3



3,3-dimetil pentana



d. Cabang-cabang yang berbeda disusun sesuai urutan abjad dari nama cabang itu. Contoh: CH3-CH2-C-CH2-CH3 3-etl, 2-metil pentana | | CH3 C2H5 LATIHAN: a. Tuliskan nama IUPAC alkana berikut: i. CH3-CH2-CH2-CH-CH3 | CH3 ii.



CH3-CH-CH2-CH-CH3 | | CH3 C2H5



iii.



CH3-(CH2)3-CH-C2H5 | CH3



iv.



(CH3)2CH-CH(CH3)-CH2-C2H5



HIDROKARBON Kelas XI SMA



= 2-metilpentana



= 2,4-dimetilheksana



=



3-metilheptana



= 2,3-dimetilheksana



1



8



b. Periksalah, apakah penamaan berikut sesuai atau tidak sesuai dengan tata nama IUPAC: i.3-metil butana = Karena atom c no.1 yang di dekat cabang, seharusnya 2-metil butana ii. 2-etil propana = Jika diurai, rantai terpanjangnya butana, seharusnya 2-metil butana iii. 2,3-dimetil propana = Karena atom c nomor 1 ada di dekat cabang, seharusnya 2metil butana iv.2-metil, 3-etil pentane = Metil ditulis setelah etil, seharusnya 3-etil, 2-metil pentana



HIDROKARBON Kelas XI SMA



1



9



INFORMASI B. TATA NAMA ALKENA a. Rantai induk diambil dari rantai terpanjang yang mengandung ikatan rangkap. C-C-C-C-C-C || C b. Penomoran atom C dimulai dari salah satu unung yang paling dekat dengan ikatan rangkap CH3-CH2-C-CH2-CH2-CH3 5 ||2 3 4 1 CH2 c. Ikatan rangkap diberi nomor untuk menunjukkan letak ikatan rangkap. CH2=CH-CH2-CH3 = 1-butena 1 2 3 4 d. Cara penulisan dan penamaan cabang sama dengan pada alkana. CH3-CH2-C-CH2-CH2-CH3 = 2-etil, 1-pentena 5 ||2 3 4 1 CH2 LATIHAN: a. Berilah nama senyawa berikut ini: i. CH3-CH2-CH=CH-CH3



= 2-pentena



ii. CH3-CH=CH=CH-CH3



= 3-metil -2,3,4-heksatriena



|| C2H5 iii. (CH3)2-CH(CH2)2-CHCHCH2CH(CH3)2



= 2,4-dimetil -4-nonena



iv.CH3-CH=CH-CH(CH3)2



= 4-metil, 2-pentena



v. CH3-CH-CH2-CH2-CH3



= 3-metil, 1-heksena



| CH || CH2



HIDROKARBON Kelas XI SMA



1



10



b. Benar atau salahkah penamaan berikut? Jika salah, berilah nama yang benar i.3-pentena =............................................................................................................................ ii. 2-metil-3-pentena =............................................................................................................ iii. 4-metil-2-butena = .............................................................................................................



HIDROKARBON Kelas XI SMA



1



11



INFORMASI C. TATA NAMA ALKUNA Alkuna diberi nama seperti pada alkena, akhiran “ena” diganti “una”. Tata cara pemberian nomor ikatan dan cabang sama dengan alkena. Contoh: CH≡C-CH2-CH3 = 1-butuna CH3- CH-C≡CH | CH3



= 3-metil-1-butuna



LATIHAN: Tuliskan nama IUPAC dari alkuna berikut: i.C2H5-C≡C-CH-CH3 =………………………………………………………………… | CH3 ii. (CH3)2CH-C≡C-CH-CH3 =………………………………………………………………… | C3H7 INFORMASI 5.ISOMER HIDROKARBON Isomer merupakan kelompok senyawa yang berbeda, tetapi rumus molekulnya sama. ISOMER KERANGKA (ISOMER RANTAI) ISOMER STRUKTUR



ISOMER POSISI ISOMER FUNGSI



ISOMER ISOMER GEOMETRI (CIS-TRANS) ISOMER RUANG



ISOMER OPTIK HIDROKARBON Kelas XI SMA



1



12



A. ISOMER ALKANA INFORMASI H a. CH4 dengan struktur ∣ H ̶C̶H ∣ H b. C2H6 dengan struktur H H ∣ ∣ H ̶ C ̶ C ̶ H atau CH3-CH3 ∣ ∣ H H



TIDAK PUNYA ISOMER (HANYA SATU STRUKTUR )



c.C3H8 dengan struktur



H H H ∣ ∣ ∣ H ̶ C ̶ C ̶ C ̶ H atau CH3-CH2-CH3 ∣ ∣ ∣ H H H



c. C4H10 dengan struktur: 1) CH3-CH2- CH2- CH3 : n-butana (rantai lurus) 2) CH3-CH- CH3 : 2-metil propana atau isobutana (rantai bercabang) ∣ CH3 n-butana berisomer kerangka dengan 2-metil propana Isomer kerangka: rumus molekul sama tetapi kerangka berbeda Jadi C4H10 (butana) mempunyai 2 isomer kerangka ( isomer rantai) d. C5H12 dengan struktur: 1) CH3-CH2- CH2- CH2-CH3 : n-pentana (rantai lurus) 2) CH3-CH- CH2 - CH3 : 2-metil butana (isopentana) (rantai bercabang) ∣ CH3 CH3 ∣ 3) CH3- C- CH3 : 2,2 dimetil propana (rantai bercabang) ∣ CH3 Jadi C5H12 (pentana) mempunyai 3 isomer kerangka HIDROKARBON Kelas XI SMA



1



13



e. Isomer optis Perhatikan struktur berikut: H H ∣ ∣ CH3-C-C3H7 atau CH3-3C-4CH2-5CH2-6CH3 ∣ ∣ C2H5 2CH2 ∣ 1CH3 3 metil heksana



 Senyawa yang mempunyai isomer optis adalah senyawa yang mempunyai atom C khiral (atom C yang mengikat atom/gugus atom yang berbeda)  Struktur di samping mempunyai isomer optis, atom C khiralnya adalah atom C no.3  Jumlah isomer optis sebanyak 2n, yang mana n adalah jumlah atom C khiral



Jadi 3 metil heksana memiliki 2n= 21=2 isomer optis. P Senyawa dengan 1 atom C asimetris memiliki pasangan enansiomer. H ∣ CH3-CH2-CH2-C-CH3 ∣ CH2 ∣ CH3



H ∣ CH3- C-CH2-CH2-CH3 ∣ CH2 ∣ CH3



Isomer optisnya merupakan bayangan cerminnya (inilah yang dimaksud pasangan enantiomer) LATIHAN: a. Tuliskan semua isomer beserta namanya dari heptana b. Manakah dari senyawa hidrokarbon berikut yang mempunyai pasangan enantiomer ? Jelaskan (1) 2,3 dimetil butana (3) 2,4 dimetil heksana (2) 2,3,4 trimetil pentana (4) 2,4,4 trimetil heksana Jawab: a. Isomer heptana: ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. HIDROKARBON Kelas XI SMA



1



14



................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. b. ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................ .....................................................................................................................................................



KESIMPULA N Jadi pada alkana hanya memiliki isomer rantai (isomer kerangka) dan isomer optis HIDROKARBON Kelas XI SMA



1



15



B. ISOMER ALKENA INFORMASI a. C2H4 dengan struktur CH2=CH2



Etena tidak mempunyai isomer



b. C3H6 dengan struktur: 1) CH2=CH-CH3 : 1-propena 2)



CH2 : siklopropana



1-propena berisomer fungsi dengan siklopropana



CH2 CH2 Isomer fungsi: rumus molekul sama tetapi gugus fungsi berbeda (dalam hal ini alkena berbeda dengan sikloalkana Jadi propuna mempunyai 2 isomer c. C4H8 dengan struktur: 1) CH2=CH-CH2-CH3 : 1-butena 2) CH2-CH=CH2-CH3 : 2-butena 3) CH2=C-CH3 : 2-metil 1 propena ∣ CH3 4) CH2 – CH2 ∣ ∣ CH2 - CH2



: Siklobutana



 1-butena berisomer posisi dengan 2-butena  1-butena berisomer kerangka dengan 2- metil 1 propena  1-butena berisomer fungsi dengan siklobutana



Isomer posisi: rumus molekul sama tetapi posisi ikatan rangkap berbeda, dalam hal ini 1-butena posisi ikatan rangkap di atom C no.1, sedangkan pada 2-butena posisi ikatan rangkap di atom C no.2 . d. Pada alkena juga memiliki isomer geometri (isomer ruang) Contoh: (1) 2-butena CH3 CH3 CH3 CH3 – CH = CH – CH3 C=C H H H Cis-2 butena



H C=C CH3 Trans- 2 butena



Cis: Gugus yang sama terletak pada satu Trans: Gugus yang sama ruang (sisi) berseberangan



HIDROKARBON Kelas XI SMA



1



16



(2) 2,3 dimetil, 1-pentena CH2 = C – CH – CH2-CH3 ∣ ∣ CH3 CH3



CH3 ∣ CH - CH2 - CH3



H C=C



H CH3 (Tidak memiliki isomer geometri karena atom C=(atom C no.1) mengikat gugus yang sama (H) LATIHAN a. Tuliskan semua isomer beserta namanya heksena b. Tentukan apakah senyawa berikut memiliki isomer geometri, jelaskan! Jika memiliki isomer geometri tentukan cis dan transnya! (1) 2-pentena (2) 2.3 dimetil-2 pentena (3) 3 metil-2 pentena Jawab: a. Isomer heksena ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................ HIDROKARBON Kelas XI SMA



1



17



b. ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................



KESIMPULA N



Pada alkena mempunyai isomer kerangka, isomer posisi, isomer fungsi, dan isomer geometri C. ISOMER ALKUNA INFORMASI a. C2H2 dengan struktur HC ≡ CH



etuna tidak mempunyai isomer



b. C3H4 dengan struktur: (1) HC ≡ C – CH3 : 1-propuna (2) CH2 : siklopropena HC



CH



(3) H2C = CH = CH2 : 1,2 propadiena Jadi propuna mempunyai 3 isomer



 1-propuna berisomer fungsi dengan siklopropena  1-propuna berisomer fungsi dengan1,2 propadiena



c. C5H8 dengan struktur: (1) HC ≡ C – CH2 – CH2 – CH3 : 1-pentuna (2) H3C ≡ C - C – CH3 : 3-metil, 1-butuna ∣ CH3 (3) H2C - C ≡ C – CH2 – CH3 : 2-pentuna



 1-pentuna berisomer kerangka dengan 3 metil 1-butuna (4) H2C – CH  1-pentuna berisomer posisi dengan ∣ ∣∣ : siklopentena 2-pentuna  1-pentuna berisomer fungsi dengan H2C CH siklopentuna  1- pentuna berisomer fungsi dengan CH2 1,4 pentadiena (5) H2C = CH –CH2 – CH = CH2 : 1,4 pentadiena



HIDROKARBON Kelas XI SMA



1



18



(6) H2C = CH –CH = CH – CH3 : 1,3 pentadiena (7) H2C = C = CH – CH2 – CH3 : 1,2 pentadiena Jadi pentuna mempunyai 7 isomer



LATIHAN: Tuliskan semua isomer dari butuna! Jawab: ...................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................



KESIMPULA N



Pada alkuna mempunyai isomer kerangka, isomer posisi, dan isomer fungsi



HIDROKARBON Kelas XI SMA



1