UJIAN AKHIR SEMESTER
MATA KULIAH
: KIMIA ORGANIK 1
SKS : 3 SKS
WAKTU : 08.OO sd selesai
DOSEN PENGAMPU
: Dr.Syamsurizal,M.Si
Petunjuk ujian:Anda di izinkan melihat buku atau browsing
internet,tetapi tidak di izikan bekerja sama.Bila mana di temukan ada yang
bekerja sama atau mencontek maka yang mencontek dan yang di contek akan
gagal.jawaban anda di posting di blog masing-masing paling lambat satu minggu.
SOAL:
1.Bilamana hidrokarbon dapat terbakar sempurna dan tidak
sempurna . jelaskan pada kondisi vakum proses pembakaran apa yang akan terjadi
dan perkirakan juga pada suhu rendah sekitar 10oC bagaimana proses
pembakaran bisa terjadi. Uraikan dengan memberikan contoh reaksi kimia.
Jawaban:
Pada saat kendaraan berjalan lambat, mengakibatkan kecepatan mesin
tinggi dan vakum di dalam ruang bakar serta intake manivold menjadi kuat.
Kevakuman ini menurunkan kecepatan rambatan api dan menyebabkan api padam
sebelum merambat ke seluruh ruang bakar. Disamping itu, kevakuman yang kuat
menyebabkan bahan bakar yang menempel pada dinding manivold
menyerap dengan cepat dan membuat campuran menjadi terlalu gemuk.
Ini akan mengakibatkan meningkatnya konsentrasi CO dan hidrokarbon tapi juga
memperendah suhu pembakaran.
Bensin sebagai
hasil penyulingan minyak bumi digunakan sebagai bahan bakar kendaraan bermotor.
Senyawa hidrokarbon yang terkandung didalamnya adalah isooktana (C8 H18). Bila
sejumlah iosooktana terbakar sempurna, akan bercampur dengan oksigen diudara
menurut reaksi:
2C8H18 + 25 O2 16 CO2 + 18 H2O
Sehingga pada suhu rendah mengakibatkan peningkatan CO dan hidrokarbon. Pembakaran sempurna dapat terjadi apabila perbandingan udara
terhadap bahan bakar berbanding 15 : 1 (apabila isooktana murni). Akan tetapi
bensin yang digunakan mobil bukan oktana murni melainkan bercampur dengan
hidrokarbon lainnya. Jika pada pembakaran kekurangan oksigen, maka akan terjadi
pembakaran tidak sempurna yang menghasilkan gas CO. Tetapi kenyataannya CO juga
dihasilkan pada saat campuran kurus. Untuk itu terdapat tiga alasan. Pada
oksidasi selanjutnya CO berubah menjadi CO2 (2CO + O2 + 2CO2) akan tetapi
reaksi ini lambat dan tidak dapat merubah seluruh sisa CO menjadi CO2. Karena
itu pada campuran yang kurus sekalipu masih menghasilkan CO. Pembakaran yang
tidak merata disebabkan oleh tidak meratanya disribusi bahan bakar di dalam
ruang bakar. Temperatur disekeliling rendah, sehingga cenderung “quenching”
artinya temperatur terlalu rendah untuk terjadinya pembakaran sehingga api tidak
dapat mencapai daerah ini di dalam silinder.
1.
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. Misalnya:
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
Dampak Pembakaran tak Sempurna
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.Jelaskan apa yang mendasari formula yang lazim anda kenal sebagai
alkana(CnH2n) alkena ( CnH2n ), dan alkuna ( CnH2n-2 ) dibuat demikian. Akan
tetapi pada kenyataanya formula tersebut hanya berlaku pada senyawa tertentu
saja dalam satu golongan dengan hidrokarbon tersebut. Bila anda berhasil
membuktikan bahwa formula tersebut tidak benar dengan memberikan contoh
sekurang-kurangnya tiga contoh masing-masing hidrokarbon. Bagaimana saran anda
mebuat formulasi yang paling tepat dan berlaku umum untuk masing-masing
golongan hidrokarbon seperti alkana, alkena, dan alkuna.
Jawaban:
Alkana
memiliki rumus umum CnH2n+2, di mana n
adalah bilangan asli yang menyatakan jumlah atom karbon dan 2n+2 menyatakan jumlah atom H. Alkuna memiliki rumus
umum CnH2n dimana n masih sama dengan alkena menyatakan jumlah atom karbon yang
ada, sedangkan 2n belambangkan banyak nya atom H yang ada. Alkuna memiliki rumus
umum CnH2n-2 dimana n masih sama dengan alkana dan alkena menyatakan jumlah
atom karbon, sedangkan 2n-2 menyatakan jumlah atom H yang ada, sehingga
formulasi ini dibuat berdasarkan jumlah atom karbon dan jumlah atom hidrogen
yang ada pada masing-masing senyawa hidrokarbon, dan membandingkan antara
selisih jumlah atom karbon dan hidrogen.
Menurut
saya,saya tidak bisa membuktikan bahwa
formula itu salah.
3.Bila senyawa
hidrokarbon dapat ditransformasi menjadi bentuk hidrokarbon lain atau senyawa
organik lain. Faktor-faktor apa saja yang paling menentukan hal tersebut bisa
terjadi. Jelaskan mengapa proses tersebut bisa terjadi. Jelaskan pengendalian
reaksi kimia yang mungkin terjadi pada suatu senyawa hidrokarbon sehingga bisa
dihasilkan sebanyak-banyaknya dengan biaya serendah-rendahnya.
Jawaban:
Ada beberapa hal yang mempengaruhi peristiwa transformasi,
diantaranya:
1. Degradasi thermal
Akibat sedimen terkena penimbunan dan pembanaman maka akan timbul perubahan tekanan dan suhu. Perubahan suhu adalah faktor yang sangat penting.
2. Reaksi katalis
Adanya katalis dapat mempercepat proses kimia.
3. Radioaktivasi
Pengaruh pembombanderan asam lemak oleh partikel alpha dapay membentuk hidrokarbon parafin. Ini menunjukan pengaruh radioaktif terhadap zat organik.
4. Aktifitas bakteri.
Bakteri mempunyai potensi besar dalam proses pembentukan hidrokarbon minyak bumi dan memegang peranan dari sejak matinya senyawa organik sampai pada waktu diagnosa, serta menyiapkan kondisi yang memungkinkan terbentuknya minyak bumi.
Akibat sedimen terkena penimbunan dan pembanaman maka akan timbul perubahan tekanan dan suhu. Perubahan suhu adalah faktor yang sangat penting.
2. Reaksi katalis
Adanya katalis dapat mempercepat proses kimia.
3. Radioaktivasi
Pengaruh pembombanderan asam lemak oleh partikel alpha dapay membentuk hidrokarbon parafin. Ini menunjukan pengaruh radioaktif terhadap zat organik.
4. Aktifitas bakteri.
Bakteri mempunyai potensi besar dalam proses pembentukan hidrokarbon minyak bumi dan memegang peranan dari sejak matinya senyawa organik sampai pada waktu diagnosa, serta menyiapkan kondisi yang memungkinkan terbentuknya minyak bumi.
-Teori
Anorganik (Abiogenesis)
Barthelot (1866) mengemukakan bahwa di dalam minyak bumi terdapat logam alkali, yang dalam keadaan bebas dengan temperatur tinggi akan bersentuhan dengan CO2 membentuk asitilena. Kemudian Mandeleyev (1877) mengemukakan bahwa minyak bumi terbentuk akibat adanya pengaruh kerja uap pada karbida-karbida logam dalam bumi. Yang lebih ekstrim lagi adalah pernyataan beberapa ahli yang mengemukakan bahwa minyak bumi mulai terbentuk sejak zaman prasejarah, jauh sebelum bumi terbentuk dan bersamaan dengan proses terbentuknya bumi. Pernyataan tersebut berdasarkan fakta ditemukannya material hidrokarbon dalam beberapa batuan meteor dan di atmosfir beberapa planet lain. Secara umum dinyatakan seperti dibawah ini:
Berdasarkan teori anorganik, pembentukan minyak bumi didasarkan pada proses kimia, yaitu :
a. Teori alkalisasi panas dengan CO2 (Berthelot)
Reaksi yang terjadi:
alkali metal + CO2 karbida
karbida + H2O ocetylena
C2H2 C6H6 komponen-komponen lain
Dengan kata lain bahwa didalam minyak bumi terdapat logam alkali dalam keadaan bebas dan bersuhu tinggi. Bila CO2 dari udara bersentuhan dengan alkali panas tadi maka akan terbentuk ocetylena. Ocetylena akan berubah menjadi benzena karena suhu tinggi. Kelemahan logam ini adalah logam alkali tidak terdapat bebas di kerak bumi.
b. Teori karbida panas dengan air (Mendeleyef)
Asumsi yang dipakai adalah ada karbida besi di dalam kerak bumi yang kemudian bersentuhan dengan air membentuk hidrokarbon, kelemahannya tidak cukup banyak karbida di alam.
Barthelot (1866) mengemukakan bahwa di dalam minyak bumi terdapat logam alkali, yang dalam keadaan bebas dengan temperatur tinggi akan bersentuhan dengan CO2 membentuk asitilena. Kemudian Mandeleyev (1877) mengemukakan bahwa minyak bumi terbentuk akibat adanya pengaruh kerja uap pada karbida-karbida logam dalam bumi. Yang lebih ekstrim lagi adalah pernyataan beberapa ahli yang mengemukakan bahwa minyak bumi mulai terbentuk sejak zaman prasejarah, jauh sebelum bumi terbentuk dan bersamaan dengan proses terbentuknya bumi. Pernyataan tersebut berdasarkan fakta ditemukannya material hidrokarbon dalam beberapa batuan meteor dan di atmosfir beberapa planet lain. Secara umum dinyatakan seperti dibawah ini:
Berdasarkan teori anorganik, pembentukan minyak bumi didasarkan pada proses kimia, yaitu :
a. Teori alkalisasi panas dengan CO2 (Berthelot)
Reaksi yang terjadi:
alkali metal + CO2 karbida
karbida + H2O ocetylena
C2H2 C6H6 komponen-komponen lain
Dengan kata lain bahwa didalam minyak bumi terdapat logam alkali dalam keadaan bebas dan bersuhu tinggi. Bila CO2 dari udara bersentuhan dengan alkali panas tadi maka akan terbentuk ocetylena. Ocetylena akan berubah menjadi benzena karena suhu tinggi. Kelemahan logam ini adalah logam alkali tidak terdapat bebas di kerak bumi.
b. Teori karbida panas dengan air (Mendeleyef)
Asumsi yang dipakai adalah ada karbida besi di dalam kerak bumi yang kemudian bersentuhan dengan air membentuk hidrokarbon, kelemahannya tidak cukup banyak karbida di alam.
- Teori Organik
(Biogenesis)
Berdasarkan teori Biogenesis, minyak bumi terbentuk karena adanya kebocoran kecil yang permanen dalam siklus karbon. Siklus karbon ini terjadi antara atmosfir dengan permukaan bumi, yang digambarkan dengan dua panah dengan arah yang berlawanan, dimana karbon diangkut dalam bentuk karbon dioksida (CO2). Pada arah pertama, karbon dioksida di atmosfir berasimilasi, artinya CO2 diekstrak dari atmosfir oleh organisme fotosintetik darat dan laut. Pada arah yang kedua CO2 dibebaskan kembali ke atmosfir melalui respirasi makhluk hidup (tumbuhan, hewan dan mikroorganisme).
P.G. Mackuire yang pertama kali mengemukakan pendapatnya bahwa minyak bumi berasal dari tumbuhan. Beberapa argumentasi telah dikemukakan untuk membuktikan bahwa minyak bumi berasal dari zat organik yaitu:
- Minyak bumi memiliki sifat dapat memutar bidang polarisasi,ini disebabkan oleh adanya kolesterol atau zat lemak yang terdapat dalam darah, sedangkan zat organik tidak terdapat dalam darah dan tidak dapat memutar bidang polarisasi.
- Minyak bumi mengandung porfirin atau zat kompleks yang terdiri dari hidrokarbon dengan unsur vanadium, nikel, dsb.
- Susunan hidrokarbon yang terdiri dari atom C dan H sangat mirip dengan zat organik, yang terdiri dari C, H dan O. Walaupun zat organik menggandung oksigen dan nitrogen cukup besar.
- Hidrokarbon terdapat di dalam lapisan sedimen dan merupakan bagian integral sedimentasi.
- Secara praktis lapisan minyak bumi terdapat dalam kambium sampai pleistosan.
- Minyak bumi mengandung klorofil seperti tumbuhan.
Proses pembentukan minyak bumi terdiri dari tiga tingkat, yaitu:
1. Pembentukan sendiri, terdiri dari:
- pengumpulan zat organik dalam sedimen
- pengawetan zat organik dalam sedimen
- transformasi zat organik menjadi minyak bumi.
2. Migrasi minyak bumi yang terbentuk dan tersebar di dalam lapisansedimen terperangkap.
3. Akumulasi tetes minyak yang tersebar dalam lapisan sedimen hingga berkumpil menjadi akumulasi komersial.
Proses kimia organik pada umumnya dapat dipecahkan dengan percobaan di laboratorium, namun berbagai faktor geologi mengenai cara terdapatnya minyak bumi serta penyebarannya didalam sedimen harus pula ditinjau. Fakta ini disimpulkan oleh Cox yang kemudian di kenal sebagai pagar Cox diantaranya adalah:
Minyak bumi selalu terdapat di dalam batuan sedimen dan umumnya pada sedimen marine, fesies sedimen yang utama untuk minyak bumi yang terdapat di sekitar pantai.
Minyak bumi memeng merupakan campuran kompleks hidrokarbon.
Temperatur reservior rata-rata 107°C dan minyak bumi masih dapat bertahan sampai 200°C. Diatas temperatur ini forfirin sudah tidak bertahan.
Minyak bumi selalu terbentuk dalam keadaan reduksi ditandai adanya forfirin dan belerang.
Minyak bumi dapat tahan pada perubahan tekanan dari 8-10000 psi.
Berdasarkan teori Biogenesis, minyak bumi terbentuk karena adanya kebocoran kecil yang permanen dalam siklus karbon. Siklus karbon ini terjadi antara atmosfir dengan permukaan bumi, yang digambarkan dengan dua panah dengan arah yang berlawanan, dimana karbon diangkut dalam bentuk karbon dioksida (CO2). Pada arah pertama, karbon dioksida di atmosfir berasimilasi, artinya CO2 diekstrak dari atmosfir oleh organisme fotosintetik darat dan laut. Pada arah yang kedua CO2 dibebaskan kembali ke atmosfir melalui respirasi makhluk hidup (tumbuhan, hewan dan mikroorganisme).
P.G. Mackuire yang pertama kali mengemukakan pendapatnya bahwa minyak bumi berasal dari tumbuhan. Beberapa argumentasi telah dikemukakan untuk membuktikan bahwa minyak bumi berasal dari zat organik yaitu:
- Minyak bumi memiliki sifat dapat memutar bidang polarisasi,ini disebabkan oleh adanya kolesterol atau zat lemak yang terdapat dalam darah, sedangkan zat organik tidak terdapat dalam darah dan tidak dapat memutar bidang polarisasi.
- Minyak bumi mengandung porfirin atau zat kompleks yang terdiri dari hidrokarbon dengan unsur vanadium, nikel, dsb.
- Susunan hidrokarbon yang terdiri dari atom C dan H sangat mirip dengan zat organik, yang terdiri dari C, H dan O. Walaupun zat organik menggandung oksigen dan nitrogen cukup besar.
- Hidrokarbon terdapat di dalam lapisan sedimen dan merupakan bagian integral sedimentasi.
- Secara praktis lapisan minyak bumi terdapat dalam kambium sampai pleistosan.
- Minyak bumi mengandung klorofil seperti tumbuhan.
Proses pembentukan minyak bumi terdiri dari tiga tingkat, yaitu:
1. Pembentukan sendiri, terdiri dari:
- pengumpulan zat organik dalam sedimen
- pengawetan zat organik dalam sedimen
- transformasi zat organik menjadi minyak bumi.
2. Migrasi minyak bumi yang terbentuk dan tersebar di dalam lapisansedimen terperangkap.
3. Akumulasi tetes minyak yang tersebar dalam lapisan sedimen hingga berkumpil menjadi akumulasi komersial.
Proses kimia organik pada umumnya dapat dipecahkan dengan percobaan di laboratorium, namun berbagai faktor geologi mengenai cara terdapatnya minyak bumi serta penyebarannya didalam sedimen harus pula ditinjau. Fakta ini disimpulkan oleh Cox yang kemudian di kenal sebagai pagar Cox diantaranya adalah:
Minyak bumi selalu terdapat di dalam batuan sedimen dan umumnya pada sedimen marine, fesies sedimen yang utama untuk minyak bumi yang terdapat di sekitar pantai.
Minyak bumi memeng merupakan campuran kompleks hidrokarbon.
Temperatur reservior rata-rata 107°C dan minyak bumi masih dapat bertahan sampai 200°C. Diatas temperatur ini forfirin sudah tidak bertahan.
Minyak bumi selalu terbentuk dalam keadaan reduksi ditandai adanya forfirin dan belerang.
Minyak bumi dapat tahan pada perubahan tekanan dari 8-10000 psi.
4.Jelaskan untuk
apa sebenarnya anda perlu memahai tentang stereokimia dan relevansinya apa
dengan pengetahuan lain. Buatlah sekurang-kurangnya dua contoh senyawa yang
anda anggap memiliki stereokimia yang unik. Jelaskan segi keunikan senyawa
tersebut dan kaitan dengan nilai manfaat dari senyawa tersebut.
Jawaban:
Dengan
mempelajari stereokimia kita dapat mengena bagaimana susunan atom atau gugus yang
terikat pada atom karbon suatu molekul
dalam ruang dan mengetahui susunan
molekul yang terjadi karena reaksi kimia. susunan atom atau gugus
yang terikat pada atom karbon digambarkan dalam proyeksi Fischer, Newman, dan
Flying wedge, dapat mengetahui aktivitas optik,
unsur-unsur simetris, mengetahui atom C kiral, mengetahui hubungan antara
stereokimia dengan reaksi kimia, dan kita dapat mengetahui enentiomer,
diastereomer dan stereoisomer serta konformasi.
Untuk senyawa sikloalkana, konformasi
juga terjadi seiring dengan perubahan tingkat energi lingkungannya. Misalnya
sikloheksana yang berada dalam bentuk “konformasi kursi” pada temperatur rendah
dan “konformasi biduk” pada temperatur tinggi. Pada konformasi kursi, tingkat
energi molekul terendah karena jarak antar atom maksimum.
Pada kondisi (lingkungan) tertentu, setiap
molekul berada pada konformasi tertentu pula, karena konformasi ini sangat
dipengaruhi oleh tingkat energi dilingkungannya. Pada tingkat energi rendah,
molekul butana berada dalam bentuk konformasi anti, dan dalam bentuk konformasi
eklips metil pada tingkat energi tinggi.
rekasi
antara siklopentadienilmagnesium bromida dan FeCl3 anhidrat
dilakukan dengan harapan akan dihasilkan turuanan fulvalena. Namun, senyawa
dengan struktur (C6H5)2Fe yang diperoleh.
Struktur senyawa ini didapatkan sangat unik: delapan belas elektron, dua belas
dari dua molekul siklopentadienil (masing-masing enam elektron) dan enam dari
kulit terluar Fe. Jadi, konfigurasi elektron gas mulia dicapai dan
kestabilannya kira-kira sepadan. Kedua cincin siklopentadienail berputar
layaknya piringan CD music.
