Apa itu hidrokarbon?
Hidrokarbon adalah senyawa kimia organik yang seluruhnya terdiri dari karbon dan hidrogen, dan berkisar dari molekul sederhana seperti metana, hingga polimer seperti polystyrene, yang terdiri dari ribuan atom.Kemampuan atom karbon untuk mengikat secara kuat satu sama lain memungkinkan mereka untuk membentuk variasi rantai, cincin, dan struktur lain yang hampir tidak terbatas yang membentuk tulang punggung molekul organik.Karena setiap atom dapat membentuk empat ikatan, tulang punggung ini termasuk elemen lain, seperti hidrogen.Senyawa mudah terbakar, karena dua elemen yang dikandungnya akan bergabung dengan mudah dengan oksigen di udara, melepaskan energi.Bahan bakar fosil, seperti minyak dan gas alam, adalah campuran hidrokarbon secara alami;Batubara juga mengandung beberapa, meskipun sebagian besar hanya karbon.
Struktur dan konvensi penamaan
Penamaan hidrokarbon mengikuti konvensi tertentu, meskipun dalam banyak kasus, senyawa mungkin lebih dikenal dengan nama yang lebih tua.Dalam sistem modern, bagian pertama dari nama tersebut mewakili jumlah atom karbon dalam molekul: dalam urutan naik, delapan yang pertama diawali met-, eth-, prop-, tetapi-, pent-, hex-, hept- dan OCT- .Senyawa di mana karbon semuanya bergabung dengan ikatan tunggal dikenal secara kolektif sebagai alkana , dan memiliki nama yang berakhir dengan –ane.Oleh karena itu, delapan alkana pertama adalah metana, etana, propana, butana, pentane, heksana, heptana dan oktan.
atom karbon juga dapat membentuk ikatan ganda atau triple satu sama lain.Molekul yang memiliki ikatan rangkap dikenal sebagai alkena, dan memiliki nama yang berakhir dengan –Een , sedangkan yang memiliki ikatan tiga disebut alkin, dan memiliki nama yang berakhir dengan -yne .Molekul yang hanya memiliki ikatan tunggal mengandung jumlah atom hidrogen maksimum yang mungkin, dan karenanya dijelaskan sebagai jenuh.Di mana ada ikatan ganda atau tiga, ada lebih sedikit tempat yang tersedia untuk hidrogen, sehingga senyawa ini digambarkan sebagai tidak jenuh.
Untuk memberikan contoh sederhana, etana memiliki dua karbon yang bergabung dengan satu ikatan, meninggalkan masing -masing mampu mengikat ke tiga hidrogenAtom, jadi formula kimianya adalah C 2 H 6 dan itu adalah alkana.Dalam etena ada ikatan rangkap karbon-karbon, sehingga hanya dapat memiliki empat hidrogen, menjadikannya alkena dengan rumus C 2 H 4 .Ethyne memiliki ikatan triple, memberikan formula C 2 H 2 , dan menjadikannya alkyne.Senyawa ini lebih dikenal sebagai asetilena.
Atom karbon juga dapat membentuk cincin.Alkana dengan cincin memiliki nama yang dimulai dengan cyclo- .Oleh karena itu, sikloheksana adalah alkana dengan enam atom karbon yang bergabung dengan ikatan tunggal sedemikian rupa untuk membentuk cincin.Cincin dengan ikatan tunggal dan rangkap bergantian juga dimungkinkan, dan dikenal sebagai cincin benzena.Hidrokarbon yang mengandung cincin benzena dikenal sebagai aromatik, karena banyak dari mereka berbau menyenangkan.
Beberapa molekul hidrokarbon memiliki rantai cabang itu.Butane, yang biasanya terdiri dari satu rantai, dapat ada dalam bentuk di mana satu atom karbon terikat pada dua lainnya, membentuk cabang.Bentuk -bentuk alternatif molekul ini dikenal sebagai isomer.Isomer bercabang butana dikenal sebagai isobutane.
Produksi
Sebagian besar produksi hidrokarbon berasal dari bahan bakar fosil: batubara, minyak, dan gas alam, yang diekstraksi dari tanah dalam jumlah jutaan ton per hari.Minyak mentah sebagian besar merupakan campuran dari banyak alkana dan sikloalkanes yang berbeda, dengan beberapa senyawa aromatik.Ini dapat dipisahkan satu sama lain di kilang minyak dengan distilasi, karena titik didih yang berbeda.Proses lain yang digunakan dikenal sebagai "retak": katalis digunakan untuk memecah beberapa molekul yang lebih besar menjadi yang lebih kecil yang lebih bermanfaat sebagai bahan bakar.
sifat
secara umum, semakin kompleks hidrokarbon, semakin tinggi itsPoin meleleh dan mendidih.Misalnya, tipe yang lebih sederhana, seperti ituSebagai metana, etana, dan propana, dengan satu, dua, dan tiga karbon, masing -masing, adalah gas.Banyak bentuk cairan: Contoh heksana dan oktan.Bentuk padat termasuk parafin lilin mdash;campuran molekul dengan antara 20 dan empat puluh atom karbon mdash;dan berbagai polimer yang terdiri dari rantai ribuan atom, seperti polietilen.
Sifat kimia yang paling menonjol dari hidrokarbon adalah mudah terbakar dan kemampuannya untuk membentuk polimer.Yang merupakan gas atau cairan akan bereaksi dengan oksigen di udara, menghasilkan karbon dioksida (Co 2 ) dan air, dan melepaskan energi dalam bentuk cahaya dan panas.Beberapa energi harus disuplai untuk memulai reaksi, tetapi begitu dimulai, itu adalah mandiri: senyawa ini akan terbakar, seperti diilustrasikan dengan menyalakan kompor gas dengan kecocokan atau percikan.Bentuk padat juga akan terbakar, tetapi kurang mudah.Dalam beberapa kasus, tidak semua karbon akan membentuk Co 2 ;jelaga dan asap dapat diproduksi oleh beberapa jenis ketika terbakar di udara, dan dalam pasokan oksigen yang tidak memadai, hidrokarbon apa pun dapat menghasilkan gas beracun, tidak berbau, karbon monoksida (CO).
menggunakan
kemampuan terbakar hidrokarbon membuatnyaSangat berguna sebagai bahan bakar, dan mereka adalah sumber energi utama untuk peradaban saat ini.Di seluruh dunia, sebagian besar listrik dihasilkan oleh pembakaran senyawa -senyawa ini, dan mereka digunakan untuk mendorong setiap mesin seluler: mobil, truk, kereta api, pesawat, dan kapal.Mereka juga digunakan dalam pembuatan banyak bahan kimia dan bahan lainnya.Sebagian besar plastik, misalnya, adalah polimer hidrokarbon.Penggunaan lain termasuk pelarut, pelumas dan propelan untuk kaleng aerosol.
Masalah dengan bahan bakar fosil
hidrokarbon telah menjadi sumber bahan bakar yang sangat sukses selama dua ratus tahun terakhir atau lebih, tetapi ada peningkatan panggilan untuk mengurangi penggunaannya.Pembakaran mereka menghasilkan asap dan jelaga, menyebabkan masalah polusi serius di beberapa daerah.Ini juga menghasilkan sejumlah besar CO 2 .Ada kesepakatan luas di antara para ilmuwan bahwa meningkatkan kadar gas ini di atmosfer membantu menjebak panas, meningkatkan suhu global dan mengubah iklim bumi.
Selain itu, bahan bakar fosil tidak akan bertahan selamanya.Membakar bahan bakar pada tingkat saat ini, minyak bisa habis dalam waktu kurang dari seabad dan batubara dalam beberapa abad.Semua ini telah menyebabkan seruan untuk mengembangkan sumber energi terbarukan seperti tenaga surya dan angin, dan pembangunan lebih banyak pembangkit listrik tenaga nuklir, yang menghasilkan emisi nol Co 2 .Pada tahun 2007, Hadiah Nobel Perdamaian diberikan kepada mantan Wakil Presiden AS Al Gore dan Panel Antarpemerintah PBB tentang Perubahan Iklim untuk pekerjaan mereka dalam mengkonfirmasi dan menyebarkan pesan bahwa pembakaran hidrokarbon sebagian besar bertanggung jawab atas pemanasan global.