Pengertian AlkoholContoh-contohAlkoholadalah senyawa-senyawa dimana satu atau lebih atom hidrogen dalam sebuahalkana digantikan oleh sebuah gugus -OH. Pada pembahasan kali ini,kita hanya akan melihat senyawa-senyawa yang mengandung satu gugus -OHSebagai contoh:Jenis-jenis alkoholAlkoholdapat dibagi kedalam beberapa kelompok tergantung pada bagaimana posisigugus -OH dalam rantai atom-atom karbonnya. Masing-masing kelompokalkohol ini juga memiliki beberapa perbedaan kimiawi.Alkohol PrimerPada alkohol primer(1°), atom karbon yang membawa gugus -OH hanya terikat padasatu gugus alkil.Beberapa contoh alkohol primer antara lain:Perhatikan bahwa tidak jadi masalah seberapa kompleks gugus alkil yang terikat.Pada masing-masing contoh di atas, hanya ada satu ikatan antara gugus CH2 yang mengikat gugus -OH dengan sebuah gugus alkil.Ada pengecualian untuk metanol, CH3OH, dimana metanol ini dianggap sebagai sebuah alkohol primer meskipun tidak ada gugus alkil yang terikat pada atom karbon yangmembawa gugus -OH.Alkohol sekunderPada alkohol sekunder (2°), atom karbon yang mengikat gugus -OH berikatan langsung dengan dua gugus alkil, kedua gugus alkil ini bisa sama atau berbeda.Contoh:Alkohol tersierPada alkohol tersier (3°), atom karbon yang mengikat gugus -OH berikatan langsung dengan tiga gugus alkil, yang bisa merupakan kombinasi dari alkil yang sama atau berbeda.Contoh:Sifat-sifat fisik alkoholTitik DidihGrafik berikut ini menunjukan titik didih dari beberapa alkohol primer sederhana yang memiliki sampai 4 atom karbon.Yakni:Alkohol-alkoholprimer ini dibandingkan dengan alkana yang setara (metana sampaibutana) yang memiliki jumlah atom karbon yang sama.Dari grafik di atas dapat diamati bahwa:
- Titik didih sebuah alkohol selalu jauh lebih tinggi dibanding alkana yang memiliki jumlah atom karbon sama.
- Titik didih alkohol meningkat seiring dengan meningkatnya jumlah atom karbon.
Pola-pola titik didih mencerminkan pola-pola gaya tarik antar-molekul.
Ikatan hidrogen
Ikatan
hidrogen terjadi antara molekul-molekul dimana sebuah atom hidrogen
terikat pada salah satu dari unsur yang sangat elektronegatif – fluorin,
oksigen atau nitrogen.
Untuk alkohol, terdapat ikatan hidrogen
antara atom-atom hidrogen yang sedikit bermuatan positif dengan pasangan
elektron bebas pada oksigen dalam molekul-molekul lain.
Atom-atom
hidrogen sedikit bermuatan positif karena elektron-elektron ikatan
tertarik menjauh dari hidrogen menuju ke atom-atom oksigen yang sangat
elektronegatif.
Pada alkana, satu-satunya gaya antar-molekul yang
ada adalah gaya dispersi van der Waals. Ikatan-ikatan hidrogen jauh
lebih kuat dibanding gaya-gaya tersebut sehingga dibutuhkan lebih banyak
energi untuk memisahkan molekul-molekul alkohol dibanding untuk
memisahkan molekul-molekul alkana.
Inilah sebab utama mengapa titik didih alkohol lebih tinggi dari alkana.
Pengaruh gaya van der Waals
Pengaruh terhadap titik didih alkohol:
Ikatan
hidrogen bukan satu-satunya gaya antar-molekul dalam alkohol. Dalam
alkohol ditemukan juga gaya-gaya dispersi van der Waals dan interaksi
dipol-dipol.
Ikatan hidrogen dan interaksi dipol-dipol hampir sama
untuk semua alkohol, tapi gaya dispersi akan meningkat apabila alkohol
menjadi lebih besar.
Gaya-gaya tarik ini menjadi lebih kuat jika
molekul lebih panjang dan memiliki lebih banyak elektron.
Ini meningkatkan besarnya dipol-dipol temporer yang terbentuk.
Inilah
yang menjadi penyebab mengapa titik didih meningkat apabila jumlah atom
karbon dalam rantai meningkat. Diperlukan lebih banyak energi untuk
menghilangkan gaya-gaya dispersi, sehingga titik didih meningkat.
Pengaruh terhadap perbandingan antara alkana dan alkohol:
Bahkan jika tidak ada ikatan hidrogen atau interaksi dipol-dipol, titik didih
alkohol tetap lebih tinggi dibanding alkana sebanding yang memiliki
jumlah atom karbon sama.
Bandingkan antara etana dan etanol:
Etanol memiliki molekul yang lebih panjang, dan oksigen yang terdapat dalam
molekulnya memberikan 8 elektron tambahan. Struktur yang lebih panjang
dan adanya atom oksigen akan meningkatkan besarnya gaya dispersi van der
Waals, demikian juga titik didihnya.
Jika kita hendak membuat perbandingan yang cermat untuk mengamati efek
ikatan hidrogen terhadap titik didih, maka akan lebih baik jika kita membandingkan etanol dengan
propana bukan dengan etana. Propana memiliki panjang molekul yang kurang
lebih sama dengan etanol, dan jumlah elektronnya tepat sama.
Kelarutan alkohol dalam air
Alkohol-alkohol
yang kecil larut sempurna dalam air. Bagaimanapun perbandingan volume
yang kita buat, campurannya akan tetap menjadi satu larutan.
Akan
tetapi, kelarutan berkurang seiring dengan bertambahnya panjang rantai
hidrokarbon dalam alkohol. Apabila atom karbonnya mencapai empat atau
gkinan tidak menyatu.
lebih, penurunan kelarutannya sangat jelas terlihat, dan campuran
kemu
n
Kelarutan alkohol-alkohol kecil di dalam air
Perhatikan
etanol sebagai sebuah alkohol kecil sederhana. Pada etanol murni dan
air murni yang akan dicampur, gaya tarik antar-molekul utama yang ada
adalah ikatan hidrogen.
Untuk
bisa mencampur kedua larutan ini, ikatan hidrogen antara
molekul-molekul air dan ikatan hidrogen antara molekul-molekul etanol
harus diputus. Pemutusan ikatan hidrogen ini memerlukan energi.
Akan
tetapi, jika molekul-molekul telah bercampur, ikatan-ikatan hidrogen
yang baru akan terbentuk antara molekul air dengan molekul etanol.
Energi
yang dilepaskan pada saat ikatan-ikatan hidrogen yang baru ini
terbentuk kurang lebih dapat mengimbangi energi yang diperlukan untuk
memutus ikatan-ikatan sebelumnya.
Disamping itu, gangguan dalam
sistem mengalami peningkatan, yakni entropi meningkat. Ini merupakan
faktor lain yang menentukan apakah penyatuan larutan akan terjadi atau
tidak.
Kelarutan yang lebih rendah dari molekul-molekul yang lebih besar
Bayangkan apa yang akan terjadi jika ada, katakanlah, 5 atom karbon dalam masing-masing molekul alkohol.
Rantai-rantai
hidrokarbon menekan diantara molekul-molekul air sehingga memutus
ikatan-ikatan hidrogen antara molekul-molekul air tersebut.
Ujung
-OH dari molekul alkohol bisa membentuk ikatan-ikatan hidrogen baru
dengan molekul-molekul air, tetapi "ekor-ekor" hidrogen tidak membentuk
ikatan-ikatan hidrogen.
Ini berarti bahwa cukup banyak ikatan hidrogen awal yang putus tidak diganti oleh ikatan hidrogen yang baru.
Yang menggantikan ikatan-ikatan hidrogen awal tersebut adalah gaya-gaya
dispersi van der Waals antara air dan "ekor-ekor" hidrokarbon.
ng
terbentuk kembali tidak cukup untuk mengimbangi ikatan-ikatan hi
Gaya-gaya tarik ini jauh lebih lemah. Itu berarti bahwa energi y
adrogen
yang telah terputus. Walaupun terjadi peningkatan entropi, proses
pelarutan tetap kecil kemungkinannya untuk berlangsung.
Apabila panjang alkohol meningkat, maka situasi ini semakin buruk, dan kelarutan akan semakin berkurang.
0 komentar:
Posting Komentar