Sabtu, 23 Juli 2011

RUMUS STRUKTUR DAN ISOMER


LAPORAN AKHIR PRAKTIKUM KIMIA ORGANIK I
PERCOBAAN 2
A.    Judul :
RUMUS STRUKTUR DAN ISOMER
B.     Tujuan
·         Mahasiswa dapat menyusun model suatu rantai,lingkaran dan isomer-isomer suatu senyawa
C. Dasar Teori
*      Rumus Struktur
            Rumus kimia (juga disebut rumus molekul) adalah cara ringkas memberikan informasi mengenai atom-atom yang menyusun suatu senyawa kimia tertentu. Untuk senyawa molekular, rumus ini mengidentifikasikan setiap unsur kimia penyusun dengan simbol kimianya dan menunjukkan jumlah atom dari setiap unsur yang ditemukan pada masing-masing molekul diskret dari senyawa tersebut. Jika suatu molekul mengandung lebih dari satu atom unsur tertentu, kuantitas ini ditandai dengan subskrip setelah simbol kimia (walaupun buku-buku abad ke-19 kadang menggunakan superskrip). Untuk senyawa ionik dan zat non-molekular lain, subskrip tersebut menandai rasio unsur-unsur dalam rumus Rumus kimia dapat dibagi menjadi dua yaitu rumus molekul dan rumus empiris. Pembagian ini terkait dengan informasi yang dikandungnya.
 Rumus molekul adalah rumus kimia yang memberikan informasi secara tepat tentang jenis unsur pembentuk satu molekul senyawa dan jumlah atom masing-masing unsur. Misalnya satu molekul senyawa glukosa dengan rumus molekul C6H12O6, tersusun atas unsur karbon, hidrogen, dan oksigen.
Banyaknya atom penyusun satu molekul glukosa adalah 6 atom karbon (C), 12 atom Hidrogen (H) dan 6 atom Oksigen (O).
Perhatikan contoh lainya, misalnya Vanili C8H8O3 yang juga memiliki unsure penyusun yang sama dengan glukosa, tatapi jumlah atom penyusunnya berbeda.
Vanili mengandung 8 atom karbon, 8 atom hidrogen, dan 3 atom oksigen. Akibat perbedaan jumlah atom penyusunnya maka gula dengan vanili memiliki sifat berbeda. Contoh lainnnya adalah Asam cuka yang sering dipergunakan untuk memassak. Asam cuka memiliki rumus C2H4O2, unsur-unsur penyusunnya sama dengan glukosa, vanili. Sifat dari ketiga zat ini sangat berbeda, untuk asam cuka komposisi dari atom-atom penyusunnya adalah 2 atom karbon, 4 atom H dan2 atom O.
Contoh lainnya lihat Tabel 2.11.
Senyawa
Rumus Molekul
Kegunaan
Asam Asetat
Asam Askorbat
Aspirin
CH3COOH
C6O8O6
C9H8O4
Cuka (makanan)
Vitamin C (kesehatan)
Penghilang rasa sakit (obat)
B.Isomer
Senyawa hidrokarbon dapat membentuk isomer. Isomer berasal dari bahasa yunani: iso yang berarti sama, dan meros yang berarti bagian. Isomer adalah senyawa-senyawa berbeda yang mempunyai rumus molekul sama. Dalam ilmu kimia, isomer ialah molekul-molekul dengan rumus kimia yang sama (dan sering dengan jenis ikatan yang sama), namun memiliki susunan atom yang berbeda (dapat diibaratkan sebagai sebuah anagram). Kebanyakan isomer memiliki sifat kimia yang mirip satu sama lain. Juga terdapat istilah isomer nuklir, yaitu inti-inti atom yang memiliki tingkat eksitasi yang berbeda.
Contoh sederhana dari suatu isomer adalah C3H8O. Terdapat 3 isomer dengan rumus kimia tersebut, yaitu 2 molekul alkohol dan sebuah molekul eter. Dua molekul alkohol yaitu 1-propanol (n-propil alkohol, I), dan 2-propanol (isopropil alkohol, II). Pada molekul I, atom oksigen terikat pada karbon ujung, sedangkan pada molekul II atom oksigen terikat pada karbon kedua (tengah). Kedua alkohol tersebut memiliki sifat kimia yang mirip. Sedangkan isomer ketiga, metil etil eter, memiliki perbedaan sifat yang signifikan terhadap dua molekul sebelumnya. Senyawa ini bukan sebuah alkohol, tetapi sebuah eter, dimana atom oksigen terikat pada dua atom karbon, bukan satu karbon dan satu hidrogen seperti halnya alkohol. Eter tidak memiliki gugus hidroksil.
Isomer-isomer C3H8O
Terdapat dua jenis isomer, yaitu isomer struktural dan stereoisomer. Isomer struktural adalah isomer yang berbeda dari susunan/urutan atom-atom terikat satu sama lain. Contoh yang disebutkan diatas termasuk kedalam isomer struktural. Sedangkan stereoisomer memiliki struktur yang sama, namun beberapa atom atau gugus fungsional memiliki posisi geometri yang berbeda.
Isomer adalah molekul yang memiliki formula molekul yang sama tetapi memiliki pengaturan yang berbeda pada bentuk 3D. Tidak termasuk pengaturan berbeda yang diakibatkan rotasi molekul secara keseluruhan ataupun rotasi pada ikatan tertentu (ikatan tunggal).
Sebagai contoh, keduanya adalah molekul yang sama. Dan keduanya bukan isomer. Keduanya merupakan butan. Isomer juga tidak terjadi pada rotasi di ikatan ikatan tunggal.
bentbutane
Secara umum isomer-isomer yang ada pada alkena ditunjukan oleh bagan berikut. 
Jenis jenis Isomer Struktur
Isomer kerangka (rantai)
Senyawa dengan rumus molekul sama, namun rangka (bentuk) atom karbon berbeda. Sebagai contoh, ada dua buah isomer dari butan, C4H10. Pada salah satunya rantai karbon berada dalam dalam bentuk rantai panjang, dimana yang satunya berbentuk rantai karbon bercabang.
butane
Untuk tidak menggambar isomer yang salah yang hanya merupakan rotasi sederhana dari molekul awal. Sebagai contoh, struktur dibawah ini merupakan versi lain dari rantai panjang butan yang diputar apa daerah tengah dari rantai karbon. Anda dapat melihatnya dengan jelas pada model dibawah ini. Ini merupakan contoh yang sebelumnya telah kita gunakan diatas.
bentbutane
Pentane, C5H12, mempunyai tiga rantai isomer. Jika anda berpikir anda bisa menemukan yang lain, maka yang anda temukan hanyalah molekul yang sama yang diputar. Jika anda masih meragukannya gunakanlah sebuah model.
pentane
Isomer posisi
Senyawa dengan rumus molekul dan gugus fungsional sama, namun mempunyai posisi gugus fungsional berbeda. Pada isomer posisi, kerangka utama karbon tetap tidak berubah. Namun atom-atom yang penting bertukar posisi pada kerangka tersebut.
Sebagai contoh, ada dua isomer struktur dengan formula molekul C3H7Br. Pada salah satunya bromin berada diujung dari rantai. Dan yang satunya lagi pada bagian tengah dari rantai.
bromoprop
Jika anda membuat model, tidak mungkin anda bisa mendapatkan molekul yang kedua dari molekul yang pertama dengan hanya memutar ikatan2 tunggal. Anda harus memutuskan ikatan bromin dibagian ujung dan memasangkannya ke bagian tengah. Pada saat yang sama anda harus memindahkan hidrogen dari tengah ke ujung.
Contoh lain terjadi pada alkohol, seperti pada C4H9OH
butanola
Hanya kedua isomer ini yang bisa anda dapatkan dari rantai dengan empat buah karbon bilamana anda tidak mengubah rantai karbon itu sendiri. Anda boleh, mengubahnya dan menghasilkan 2 buah isomer lagi.
butanolb
Anda juga bisa mendapatkan isomer posisi dari rantai benzen. Contoh pada formula molekul C7H8Cl. Ada empat isomer berbeda yang bisa anda buat tergantung pada posisi dari atom klorin. Pada sebuah kasus terikat pada atom dari karbon yang berikatan dengan cincin, dan ada tiga buah lagi kemungkinan saat berikatan dengan cincin karbon. (Lihat Gambar)
chlorotol

Isomer grup fungsional
Senyawa dengan rumus molekul sama, namun jenis gugus fungsional berbeda. Pada variasi dari struktur isomer ini, isomer mengandung grup fungsional yang berbeda- yaitu isomer dari dua jenis kelompok molekul yang berbeda. Sebagai contoh, sebuah formula molekul C3H6O dapat berarti propanal (aldehid) or propanon (keton).
aldket
Ada kemungkinan yang lain untuk formula molekul ini. Sebagai contoh anda dapat mengikat rangkap rantai-rantai karbon dan memanbahkan -OH di molekul yang sama.
enol
Contoh yang lain diilustrasikan dengan formula molekul C3H6O2. Diantaranya terdapat struktur isomer yaitu asam propanoik(asam karboksilat) dan metil etanoat (ester).









D. Alat Dan Bahan
                          
   Bola atom hydrogen(putih)                    batang valensi
                    
   bola atom karbon (hitam)                     bola atom oksigen (merah)












E. Prosedur Kerja
Parallelogram: 6 atom karbon1. Model rantai lingkaran
                       
-         Dihubungkan dengan menggunakan  5 batang valensi untuk membentuk rantai karbon
-         Masukkan batang-batang dalam semua lobang atom karbon
-         Parallelogram: n-heksanPerhatikan bahwa  1 atom karbon dapat di putar terhadap karbon yang lain yang berikatan kovalen tunggal



 


-          Dihubungkan sehingga terbentuk lingkaran segi  enam
-          dipegang lingkaran enam sejajar dengan mata
-          Flowchart: Decision: sikloheksanadiamati sisi lingkara



 


-          Di ambil dari lingkaran dan disusun kelima atom karbon menjadi lingkaran segi lima
-          dipegag  lingkaran tersebut sejajar dengan mata
-          Rounded Rectangle: siklopentana
 diamati sisi lingkarannya



Flowchart: Decision: 1 atom C,Flowchart: Decision: 3 batang valensi
 


-     Di ambil kemudian susun
-     Flowchart: Decision: SiklibutanaSisanya membentuk rantai lingkar



Flowchart: Decision: 6 atom karbon
 


-     Di susun membentuk rantai lingkar
-     Diambil atom C6 dan tiga batang valensinya
-     Hubungkan atom C6 ini dengan salah satu   batang valensi pada ato C4 yang tidak digunakan
-     Terbentuk rantai karbon bercabang
-     Diputar model 1800,sehinnga atom C5 terletak ditempat atom C1 semula


Flowchart: Decision: 2-metil pentana
 


Parallelogram: 4 atom karbon2. Model Butana dan Isobutana


 

-     Dihubungkan dengan menggunakan ikatan tunggal
-     Masukkan atom-atom hydrogen ke valensi atom kabon yang belum dugunakan








Flowchart: Alternate Process: 2-metil propana

Flowchart: Alternate Process: n-butana




 





-     Dihubungkan dngan menggunakan ikatan tunggal
-     Masukkan atom-atom hydrogen ke valensi atom karbon yang belum di gunakan
-     Gambarlah struktur dan nama dari senyawa organic tersebut










Rounded Rectangle: n-pentana
Rounded Rectangle: 2-metil butana
Rounded Rectangle: 2,2- dimetil propana


 




-     Ditentukan berapa molekul yang dapat disusun
-     Gambar rumus struktur masing-masing model dan di beri nama


 














F. Hasil Pengamatan
*   Model Rantai dan Lingkaran
Model Rantai dan Lingkaran
Rumus Molekul
Gambar molekul (tiga dimensi)
Rumus Struktur
Nama senyawa

a.       Zig-zag

C6H14



CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3

n-heksana

b.      Siklo

C6H12

sikloheksana

c.       Siklo

C5H10

siklopentana

d.      Zig-zag

C5H12


2-metil butana

*      Model Butana dan Iso Butana
Model Rantai dan Lingkaran
Rumus Molekul
Gambar molekul (tiga dimensi)
Rumus Struktur
Nama senyawa

C4H10

n-butana

2-metil propana

C5H12

n-butana


2-metil butana
2,2-dimetil propana

C2H5OH

Etanol
C2H6O

Dimetil Eter

G. Pembahasan
              Rumus kimia (juga disebut rumus molekul) adalah cara ringkas memberikan informasi mengenai atom-atom yang menyusun suatu senyawa kimia tertentu. Untuk senyawa molekular, rumus ini mengidentifikasikan setiap unsur kimia penyusun dengan simbol kimianya dan menunjukkan jumlah atom dari setiap unsur yang ditemukan pada masing-masing molekul diskret dari senyawa tersebut. Jika suatu molekul mengandung lebih dari satu atom unsur tertentu, kuantitas ini ditandai dengan subskrip setelah simbol kimia (walaupun buku-buku abad ke-19 kadang menggunakan superskrip). Untuk senyawa ionik dan zat non-molekular lain, subskrip tersebut menandai rasio unsur-unsur dalam rumus Rumus kimia dapat dibagi menjadi dua yaitu rumus molekul dan rumus empiris. Pembagian ini terkait dengan informasi yang dikandungnya.
 Rumus molekul adalah rumus kimia yang memberikan informasi secara tepat tentang jenis unsur pembentuk satu molekul senyawa dan jumlah atom masing-masing unsur. Misalnya satu molekul senyawa glukosa dengan rumus molekul C6H12O6, tersusun atas unsur karbon, hidrogen, dan oksigen.
Senyawa hidrokarbon dapat membentuk isomer. Isomer berasal dari bahasa yunani: iso yang berarti sama, dan meros yang berarti bagian. Isomer adalah senyawa-senyawa berbeda yang mempunyai rumus molekul sama. Pada percobaan ini yang akan di lakukan pertama adalah membentuk model rantai dan lingkaran dan yang kedua adalah membentuk model butane dan isobutana.
a.      Model rantai dan lingkaran
            pada percobaan ini,yang akan dilakukan adalah menghubungkan 6 buah atom karbon dengan menggunakan 5 batang valensi,kemudian batang-batang dimasukkan ke dalam semua lobang atom karbon,maka akan terbentuk suatu strutur n-heksan(C6H12) seperti gambar dibawah ini:
n-heksana
            pada saat susunan ini diputar dengan cara memutar atom karbon-karbon mengelilingi ikatan-ikatan yang menghubungkan atom-atom karbon,maka tidak akan terbentuk garis lurus,pada struktur ini akan terbentuk struktur zig-zag,dengan sudut 109,50.kemudian batang valensi dari atom C6 dilepaskan dengan memutar atom karbon sekitar ikatan valensi yang menghubungkan atom-atom karbon,dan  dihubungkan atom C1 dengan atom C6 sehingga terbentuk lingkaran segi enam.maka akan terbentuk suatu struktur sikloheksana(C6H12) dengan model rantai segienam.pada struktur sikloheksana ini semua  atom C tidak terletak pada  bidang datar seperti gambar di bawah ini:
sikloheksena
            setelah itu satu atom karbon dengan tiga batang valensi diambil dari lingkaran dan disusun kelima atom karbon sisanya menjadi lingkaran segi lima.maka akan terbentuk suatu struktur siklopentana (C5H10).dan struktur ini semua atom karbon tidak terletak pada bidang datar.gambar dari siklopentana seperti dibawah ini:
siklopentana
              dari struktur siklopentana,diambil satu atom karbon dan tiga batang valensinya,disusun sisanya membentuk rantai lingkar,maka akan terbentuk suatu struktur siklobutana(C4H8) dan semua atom C tidak terletak pada bidang datar seperti pada gambar:
Siklobutana    

              Enam atom karbon disusun kembali membentuk rantai.atom C6 dihubungkan dengan atom C4 yang tidak digunakan,maka akan terbentuk suatu struktur 2-metil pentana seperti pada ganbar dibawah ini:
2 metil pentana

              Pada saat struktur 2-metil pentane di putar 180oC,susunan atom-atomya tetap,tidak menghasilkan susunan atom yang berbeda.



b.      Model butana dan isobutana
              pada percobaan yang kedua ini kita akan menghubungkan 4 atom karbon dengan menggunakan ikatan tunggal.pekerjaan ini bisa  dilakukan dengan lebih dari satu cara.dimana akan terbentuk dua  struktur yaitu n-butana(C4H10) dengan 2-metil propana seperti pada gambar di
bawah ini.                                  
   H     H     H     H
                                                       
CH3-CH2-CH2-CH3   atau     H-  C  -  C  -  C  -  C-H
    n-butana                                  
                                                     H    H      H      H



CH3-CH2-CH3  

        CH3
2-metil propana

Kedua senyawa tersebut merupakan suatu isomer,yaitu suatu senyawa yang memiliki rumus molekul yang sama tetapi rumus struktur yang berbeda.
 
              Kemudian kita akan menghubungan 5 atom karbon dengan menggunakan ikatan tunggal,pekerjaan ini bisa dilakukan dengan beberapa cara,dimana akan terbentuk 3 struktur yang merupakan isomer dari senyawa tersebut.yaitu n-pentana,2,2-dimetil propane dan 2-metil butana dengan rumus molekulnya adalah C5H12.rumus struktur dari masing-masing senyawa tersebut adalah sebagai berikut:



CH3-CH2-CH2-CH2-CH3
    n-pentana
CH3-CH2-CH2-CH3

         CH3
   2-metil butana

         CH3

CH3-C-CH3

        CH3
2,2-dimetil propana
 
              Dengan menggunakan 2 atom karbon(hitam),6 atom hydrogen(putih)dan satu atom oksigen(merah),didapatkan 2 molekul yang berbeda yaitu n-etanol dengan dimetil eter,kedua senyawa tersebut merupakan suatu isomer fungsi,yaitu suatu senyawa yang memiliki suatu gugus fungsi yang berbeda tetapi rumus molekul yang sama.Rumus struktur kedua senyawa tersebut sebagai berikut:

etanol
                                           H    H






 

CH3-CH2-OH  atau    H – C – C – O – H  

                                           H    H
n-etanol


                                            H           H






 

CH3 – O – CH3  atau H – C – O – C – H

                                            H           H
                 Dimetil eter









H.KESIMPULAN

              Dari percobaan yang dilakukan,dapat di tarik ksimpulan sebagai berikut:
1.      Isomer  adalah suatu senyawa yang memiliki rumus molekul yang sama tetapi memiliki rums struktur yang berbeda.
2.      Pada struktur n-heksan akan membentuk struktur Zig-zag dengan sudut 109,50.dan tak akan mungkin terbentuk suatu garis lurus.
3.      Pada strktur sikloheksana,siklopentana,siklobutana,dan 2 metil pentana didapatkan semua atom C tidak terletak pada bidang datar.
4.      Pada rumus molekul C4H10 akan di dapatkan 2 isomer yaitu n-butana dan 2 metil propane
5.      Pada rumus struktur C5H12 akan didapatkan 3 isomer yaitu n-pentana,2 metil butane,dan 2,2 dimetil propane
6.      Etanol dan dimetil eter merupakan suatu isomer fungsi yaitu suatu senyawa yang memiliki gugus fungsi yang berbeda tetapi mempunyai rumus molekul yang sama.
7.       
DAFTAR PUSTAKA
v http://id.wikipedia.org/wiki/Rumus_kimia
v http://id.wikipedia.org/wiki/Isomer
v Team Teaching,Penuntun Praktikum Kimia Organik I,2011,jurusan Pendidikan Kimia.UNG

Tidak ada komentar:

Poskan Komentar