Haloalkana

Halo alkana merupakan senyawa turunan alkana yang mengikat satu atau lebih atom unsur halogen.

Beberapa jenis halo alkana sebagai berikut

NO Nama Rumus Molekul Contoh

1 Monohalo alkana CnH2n+1X CH3Cl

2 Dihalo alkana CnH2nX2 CH2Cl2

3 Trihalo alkana CnH2n-1X3 CHCl3

4 Tetrahalo alkana CnH2n-2X4 CCl4

1. Tata Nama Halo Alkana

Menurut IUPAC, tata nama pada halo alkana sama dengan tata nama pada alkana.Penamaannya adalah sebagai berikut.

a. Rantai utama dipilih berdasarkan rantai terpanjang yang mengandung atom halogen

Contoh :

CH3 – CH2 – CH – CH2 - CH2 – CH-CH3...................................l..................................l ..........................C3H7....................Br.

b. Pemberian nomor pada rantai utama

1. Atom C yang mengikat halogen diberi nomor serendah mungkin.

2. Pemberian nomor paling kecil pada halogen yang paling reaktif (untuk halogen

lebih dari satu).

3. Halogen yang sama dan lebih dari satu, nama halogennya diberi awalan di(2),

tri(3), dan tetra (4) dan seterusnya.

c. Penulisan nama halogen dan alkyl diurutkan sesuai urutan abjadnya.

Contoh : 

....................Cl 

.....................l

CH2 – CH2 – C – CH – CH2

...l.................l......l.........l..............

Br................Br....Cl......F

3,5-dibromo-2,3-dikloro-1-fluoro pentana

2. Sifat Halo Alkana

a. Reaksi Substitusi

Reaksi substitusi adalah reaksi penggantian atom oleh atom lain/ penggantian gugus atom oleh gugus atom lain. Reaksi substitusi dengan atom unsure halogen merupakan reaksi berkelanjutan yang dapat menghasilkan monohalo alkana, dihaloalkana dan seterusnya.Umumnya terjadi pada senyawa jenuh (berikatan tunggal)

Contoh reaksi substitusi, antara lain terjadi pada;

1. Pembentukan Haloalkana dari alkana.

Alkana bersifat kurang reaktif. agar dapat bereaksi dengan halogen maka harus dalam suhu tinggi dan bantuan sinar UV, serta menggunakan halogen yang reakstif.

Rumus umum dari reaksi substitusi ini adalah:

R-H .....+......X-X.......-uv-->....R-X ...+...H-X

Alkana.........halogen.............haloalkana...asam halide

Contoh reaksinya :

CH3 - CH3 + Br - Br ---> CH3 – CH2 - Br + HBr

2. Pembentukan Alkohol dari alkil halida dan air

Gugus OH dari air dapat menggantikan atom halogen pada alkil halida. Reaksi ini dikenal juga dengan nama reaksi hidrolisis.

Rumus umum dari reaksi ini :

R – X.....+.....H - OH--->R - OH...+....H - X

Alkil halida... air.................... alcohol..........asam halida

Contoh : C4H9Br + H2O--->C4H9OH + HBr

Bromo butan..........................butanol

3. Pembentukan Ester (Esterifikasi)

Pada reaksi ini gugus OH dari asam karboksilat diganti dengan gugus OR dari alkohol.

Rumus umum reaksinya :

RCOOH ...+ .................R - OH --->RCOOR + H2O

Asam karboksilat.....alkohol..............ester

Jadi ester dapat dibentuk dari asam karboksilat yang direaksikan dengan alkohol

Contoh reaksinya :

CH3-CH2- CH2 - COOH + CH3 – OH--->CH3 – CH2 – CH2 –COOCH3 + H2O

a. Reaksi Adisi

Reaksi adisi adalah reaksi pemecahan ikatan rangkap menjadi tunggal dengan menangkap atom lain.

Senyawa- senyawa pengadisi dapat berupa hydrogen, asam halida, halogen dan air dengan mengadisi senyawa alkena.

a. Reaksi Adisi dengan hydrogen

Reaksi ini dapat terjadi pada alkena, alkuna, aldehid dan alkanon. Contoh reaksi adisi pada aldehid.

Pada reaksi ini digunakan katalis logam Pt, dan menghasilkan alkohol primer.

Reaksinya adalah: CH3 – CHO + H2--->CH3 – CH2 - OH

b. Reaksi adisi Alkena dengan asam halida.

Senyawa alkena dibedakan menjadi 2, yaitu simetris dan asimetris. Rumus umum reaksi adisi asam halida pada alkena simetris :

R – CH = CH – R + HX --->R – CH2 – CHX – R

Alkena...................................kloro etana

Contoh reaksi : 

CH2 = CH2 + HCl --->CH3 – CH2 –Cl

Etena................................kloro etana

Reaksi ini berlaku untuk pereaksi HF, HCl dan HI. Untuk pereaksi selain itu, berlaku aturan anti – Markovnikov.

Contoh reaksi : 

CH3 – CH2 – CH = CH2 + HBr --->CH3–CH2–CH2-CH2 Br

Adisi alkena dengan halogen menghasilkan haloalkana. Adisi alkena dengan air menghasilkan alkohol.

b. Reaksi Eliminasi

Reaksi eliminasi adalah reaksi penghilangan beberapa atom/ gugus atom untuk membentuk senyawa baru ( kebalikan senyawa adisi).

a. Reaksi Eliminasi pada alkana

Eliminasi pada alkana akan menghasilkan alkena dengan katalis H atau Ni. Reaksi ini dikenal dengan reaksi dehidrogenasi, karena melepas sejumlah gas H2.

Contoh : 

CH3 – CH2 – CH3 --->CH3 – CH = CH2 + H2

b. Reaksi Eliminasi pada Alkohol

Reaksi ini sering disebut reaksi dehidrasi, karena melepas sejumlah air. Contoh pada pemanasan alkohol dengan H2SO4.

Reaksinya : 

CH3 – CH2OH --->CH2 = CH2 + H2O

Etanol........................ etena

Jika yang bereaksi bukan alkohol primer, reaksinya akan mengikuti aturan Saytzef, yaitu atom H diambil dari atom C yang jumlah atom H-nya lebih sedikit.

Contoh : 

CH3 – CH2 – CHOH – CH3 --->CH3 – CH = CH – CH3 + H2O

Butanol........................................ 2- butena

Selain terjadi pada alkana dan alkohol, reaksi eliminasi juga terjadi pada alkyl halida ( dihaloalkana) dan haloalkana sekunder/ tersier.

Pembuatan Senyawa Haloalkana

Senyawa haloalkana dapat dibuat melalui reaksi substitusi alkana dengan halogen atau alkohol, dengan asam halida pekat.

1. Reaksi substitusi alkana

Pada reaksi ini, atom halogen akan mensubstitusi atom H dari alkana. Hasil reaksinya dapat berupa mono, di, tri atau tetra halide, tergantung perbandingan mol pereaksinya.

Contoh : CH3 – CH3 + 2Cl2  CH3 – CH2Cl + 2HC

........................................................Monokloroetana

CH3 – CH2Cl + 2Cl2 --->CH3 – CHCl2 + 2HCl

.......................................................dikloroetana

CH3 – CHCl2 + Cl2 CH3 – CCl3 + HCl

................................................... trikloroetana

CH3 – CHCl3 + Cl2 --->CH2 Cl – CCl3 + HCl

....................................................Tetrakloroetana(karbontetraklorida)

2. Reaksi Substitusi Alkohol

Pereaksi yang digunakan pada reaksi ini adalah asam halida dan hanya menghasilkan monohalida atau monohaloalkana.

Contoh : CH3 - CH2 - OH + HClpekat ---> CH3 – CH2 – Cl + H2O

Kegunaan Haloalkana dan Dampaknya terhadap lingkungan

1. CH3Cl (klorometana) yaitu sebagai bahan pendingin, pembuatan silikon, dan zat warna

2. CH3Br (bromometana) yaitu sebagai bahan pemadam kebakaran di pesawat3. C2H5Cl (kloretana) yaitu untuk anestesi local , membuat TEL4. CHCl3 (Kloroform) yaitu untuk pelarut, anestesi. Akibat: merusak hati, ginjal, dan

jantung. Bereaksi dengan udara membentuk gas fosgen (COCl2) yang beracun.5. CFC ( Freon) yaitu sebagai zat pendingin. Akibat : menipisnya lapisan ozon.6. C2H3Cl (vinil klorida) sebagai monomer pembuatan PVC (plastik)

engertian Haloalkana, Sifat, Kegunaan, Isomer, Dampak, Bahaya, Pembuatan, Sintesis, Identifikasi, Kimia - Haloalkana adalah senyawa karbon yang mengandung halogen. Haloalkana memiliki rumus umum :

CnH2n+1X

X adalah atom halogen (F, Cl, Br, I). Dengan kata lain, haloalkana adalah senyawa karbon turunan alkana yang atom H-nya diganti oleh atom halogen.

1. Aturan Penamaan / Tata Nama Haloalkana

Tata nama senyawa haloalkana diawali dengan kata fluoro, kloro, bromo, atau iodo dan diikuti nama alkana yang mengikatnya.

Contoh :

CH3–CH2–I MonoiodoetanaCH3–CH2–CH2–CH2Cl MonoklorobutanaCH2Br–CH2Br 1,2–dibromoetanaCHCl3 Triklorometana (kloroform)CCl4 Tetraklorometana (karbon tetraklorida)

2. Isomer Haloalkana

Isomer adalah senyawa-senyawa yang memiliki rumus molekul sama, tetapi susunan atom-atomnya berbeda. Ada beberapa macam isomer, seperti isomer posisi, isomer struktur, isomer fungsional, dan isomer cistrans.

Berdasarkan fakta, haloalkana memiliki isomer posisi dan isomer struktural. Perhatikan struktur haloalkana berikut.

Kedua senyawa itu memiliki rumus molekul sama, yakni C3H7Cl, tetapi posisi atom klorin berbeda.

Pada 1–kloropropana terikat pada atom karbon nomor 1, sedangkan pada 2–kloropropana terikat pada atom karbon nomor 2. Kedua senyawa ini dikatakan berisomer satu sama lain, yaitu isomer posisi.

Isomer struktur menyatakan perbedaan struktur dari senyawa haloalkana yang memiliki rumus molekul sama. Perhatikan struktur molekul berikut dengan rumus molekul sama, yakni C4H9Cl.

Ketiga senyawa itu tergolong halobutana, tetapi berbeda strukturnya. Oleh karena itu, ketiga senyawa tersebut berisomer struktur (senyawa dengan rumus molekul sama, tetapi berbeda struktur molekulnya). Disamping itu, 1–klorobutana dan 2–klorobutana berisomer posisi.

3. Sifat Haloalkana

Senyawa klorometana dan kloroetana berwujud gas pada suhu kamar dan tekanan normal. Haloalkana yang lebih tinggi berupa cairan mudah menguap. Titik didih isomer haloalkana berubah sesuai urutan berikut: primer > sekunder > tersier, seperti ditunjukkan pada tabel berikut.

Tabel 1. Titik Didih Senyawa Haloalkana

Senyawa  Titik Didih (°C)1–kloropropana 462–kloropropana 34,81–klorobutana 772–klorobutana 681–kloro–2–metil propana 692–kloro–2–metil propana 51Sumber: Kimia Lengkap SPPM, 1985

Energi ikatan rata-rata (dalam kJ mol–1): C–F = 485; C–Cl = 339; C–Br = 284; C–I = 213. Hal ini menunjukkan bahwa senyawa iodoalkana paling reaktif untuk gugus alkil yang sama. Ikatan C–F adalah paling kuat sehingga senyawa fluoroalkana relatif stabil dan banyak digunakan sebagai gas propelan dalam bentuk aerosol.

Haloalkana dapat dihidrolisis menjadi alkohol yang bersesuaian jika diolah dengan basa alkali berair. Persamaan reaksinya:

RefluksC2H5Br + NaOH(berair) → C2H5OH + NaBr

Etanol cair dapat digunakan sebagai pelarut untuk haloalkana. Atom halogen pada haloalkana dapat diganti oleh gugus siano (–CN) dengan cara pemanasan. Contohnya, bromopropana dicampurkan dengan kalium sianida dalam alkohol cair akan membentuk propanonitril dan kalium bromida. Persamaan reaksinya:

Refluks Alkohol

C2H5Br + KCN → C2H5CN + KBr

Jika haloalkana dipanaskan dalam larutan amonia beralkohol dalam wadah tertutup akan dihasilkan amina. Persamaan reaksinya :

∆C2H5Br + 2HN3 → C2H5NH2 + HBr

Etilamina

Refluks adalah teknik mendidihkan cairan dalam wadah labu distilasi yang disambung dengan alat pengembun (kondensor refluks) sehingga cairan terus-menerus kembali ke dalam wadah.

Pergantian atom atau gugus oleh atom atau gugus lain dinamakan reaksi substitusi.

4. Pembuatan dan Kegunaan Senyawa Haloalkana

Senyawa haloalkana tidak dapat dibuat langsung dari alkana melalui reaksi substitusi sebab hasilnya selalu campuran haloalkana, seperti ditunjukkan pada reaksi berikut.

4CH4 + 5Cl2 → CH3Cl + CH2Cl2 + CHCl3 + CCl4 + 5H2

Untuk membuat haloalkana tunggal bergantung pada senyawa haloalkana yang akan diproduksi. Reaksinya tidak melalui reaksi substitusi, tetapi melalui beberapa tahap reaksi.

a. Pembuatan Haloform (CHX3)

Jika etanol direaksikan dengan X2 (Cl2 atau I2) dalam suasana basa (NaOH), mula-mula etanol dioksidasi menjadi etanal (aldehid). Kemudian, bereaksi dengan X2 membentuk trihaloetanal (CX3–COH). Dalam suasana basa, trihaloetanal berubah menjadi haloform. Tahap-tahap reaksinya

sebagai berikut.

Senyawa karbon yang dapat dibuat menjadi senyawa haloalkana adalah senyawa yang memiliki gugus metil terikat pada atom C yang berikatan dengan atom oksigen. Rumus umumnya :

Contohnya, etanol, etanal, aseton, dan senyawa yang sejenis. Jika alkana direaksikan dengan halogen pada suhu tinggi atau adanya cahaya ultraviolet, akan terbentuk campuran alkilhalida.

hν3CH4 + 6Cl2 → CH3Cl + CH2Cl2 + CHCl3 + 6HCl

Reaksi antara CH4 dan Cl2 memiliki sifat-sifat khas sebagai berikut.

1) Reaksi tidak terjadi dalam keadaan gelap atau pada suhu rendah.2) Reaksi terjadi jika ada cahaya ultraviolet atau pada suhu di atas 250 °C.3) Sekali reaksi dimulai, reaksi akan terus berlangsung hingga pereaksi habis atau cahaya ultraviolet dihilangkan.

Hasil reaksi meliputi CH2Cl2 (diklorometana), CHCl3 (kloroform), CCl4 (karbon tetraklorida), CH3Cl (klorometana), dan C2H6. Fakta ini mengisyaratkan adanya mekanisme reaksi

berantai yang melibatkan tiga proses, yaitu pemicu rantai, perambatan rantai, dan pengakhiran rantai.

1) Pemicu Rantai

Molekul Cl2 dapat dipecah menjadi sepasang atom klor dengan menyerap energi dari cahaya

ultraviolet atau kalor.

Cl2 + energi → 2Cl•                ΔH° = 243,4 kJ mol–1

Atom klor yang dihasilkan pada reaksi ini adalah radikal bebas sebab mengandung satu elektron tidak berpasangan.

2) Perambatan Rantai

Radikal bebas seperti atom Cl• sangat reaktif. Atom Cl• dapat mengeluarkan atom hidrogen dari CH4 membentuk HCl dan radikal CH3•  Radikal CH3• selanjutnya mengeluarkan atom klor dari molekul Cl2 membentuk CH3Cl dan radikal Cl• yang baru.

CH4 + Cl• → CH3• + HCl ΔH° = –16 kJ mol–1 CHCH3• + Cl2 → CH3Cl + Cl• ΔH° = –87 kJ mol–1 CH3Cl

Oleh karena atom Cl• juga dibangkitkan pada tahap kedua maka setiap atom Cl• yang bereaksi pada tahap pertama reaksi akan berkesinambungan (berantai). Reaksi berantai ini terjadi sampai dengan radikal yang terlibat dalam tahap perambatan rantai dihancurkan.

3) Pengakhiran Rantai

Radikal yang mempertahankan reaksi terus berlangsung suatu ketika dapat bergabung antar sesamanya dalam tahap pengakhiran rantai. Pengakhiran rantai dapat terjadi dalam tahap berikut.

2Cl• → Cl2 ΔH° = –243,4 kJ mol–1 Cl2

CH3• + Cl• → CH3Cl ΔH° = –330,0 kJ mol–1 CH3Cl2CH3• → CH3CH3 ΔH° = –350,0 kJ mol–1 CH3CH3

Tahap akhir dapat terjadi dengan cara dinetralkan oleh dinding reaktor.

b. Kegunaan Kloroform (CHCl3)

Kloroform merupakan senyawa karbon berwujud cair yang mudah menguap pada suhu kamar dan berbau khas. Kloroform tidak larut dalam air, tetapi larut dalam alkohol atau eter. Kloroform biasa digunakan untuk obat bius (anestetika) dan sebagai pelarut untuk lemak, lilin, dan minyak.

Namun demikian, efek samping dari kloroform dapat merusak hati sehingga jarang dipakai sebagai obat bius, kecuali untuk penelitian di laboratorium. Haloalkana yang sering dipakai sebagai obat bius adalah 2–bromo–2–kloro–1,1,1–trifluoroetana.

c. Kegunaan Iodoform (CHCl3) dan Tetraklorokarbon (CCl4)

Iodoform berwujud padat pada suhu kamar, berwarna kuning, dan mempunyai bau yang khas. Iodoform sering digunakan sebagai antiseptik.

Karbon tetraklorida merupakan zat cair yang tidak berwarna dengan massa jenis lebih besar dari air. Uap CCl4 tidak terbakar sehingga sering digunakan sebagai pemadam kebakaran. Selain itu, juga

digunakan sebagai pelarut untuk lemak dan minyak.

d. Kegunaan Kloroetana (C2H5Cl) dan Fluorokarbon (CF2Cl2)

Kloroetana banyak digunakan untuk pembuatan tetraetil timbal yang ditambahkan ke dalam bensin untuk memperbaiki bilangan oktan.

4CH3CH2Cl + 4Na + 4Pb → (CH3CH2)4Pb + 4NaCl + 3Pb

Fluorokarbon merupakan senyawa karbon yang mudah menguap, tidak beracun, tidak mudah terbakar, dan tidak berbau, terutama senyawa freon–12 (CF2Cl2). Freon–12 digunakan secara luas

sebagai pendingin dan sebagai gas propelan dalam aerosol. Jenis fluorokarbon yang paling banyak dipakai adalah CCl3F dan CF2Cl2.

.

a. Sifat Fisika Haloalkana

Senyawa haloalkana tidak membentuk ikatan hidrogen dan tidak larut dalam air. Sifat fisika haloalkana lainnya yaitu haloalkana mempunyai titik didih dan titik leleh lebih tinggi dari alkana yang mempunyai jumlah atom C yang sama. Hal ini disebabkan adanya penggantian atom hidrogen dengan atom halogen yang mempunyai massa atom lebih besar daripada hidrogen.

Perhatikan Tabel 1. berikut.

Tabel 1. Titik Didih dan Massa Jenis Haloalkana

Rumus Titik Didih (°C) Massa Jenis (gr/cm3)CH3Cl -24 GasCH2Cl2 40 1,34CHCl3 61 1,44CCl4 77 1,60CH3Br 5 GasCH3I 43 2,28

b. Sifat Kimia Haloalkana

1) Haloalkana mengalami reaksi substitusi dengan suatu basa membentukalkohol.

R – X + MOH → R – OH + MX

Contoh :

CH3Cl + NaOH → CH3 – OH + NaCl

2) Haloalkana mengalami reaksi eliminasi dengan pereaksi basa kuat.

Contoh :

3) Haloalkana bereaksi dengan logam natrium akan menghasilkan alkana. Reaksi ini disebut Sintesis Wart.

2RX + 2Na → R – R + 2NaX

4) Haloalkana + magnesium menghasilkan Pereaksi Grignard.

Jika larutan alkil dalam eter kering dikocok dengan serbuk magnesium, maka akan terjadi pereaksi Grignard. Dari sintesis inilah Victor Grignard pada tahun 1942 mendapat hadiah nobel.

Contoh :