RUMUS STRUKTUR DAN ISOMER

PERCOBAAN 2
RUMUS STRUKTUR DAN ISOMER

a. Tujuan :
1. Mahasiswa dapat menyusun model suatu rantai, lingkaran dan isomer-isomer suatu senyawa.

b. Alat Dan Bahan :

Satu set alat model molekul (Mollymut) yang terdiri dari :
1. 8 Bola Hitam (Karbon)
2. 2 Bola Hijau (Clor)
3. 2 Bola Putih (Hidrogen)
4. 26 Batang Valensi
5. 1 Bola Merah (Oksigen)

c. Dasar Teory :


Variasi dalam struktur snyawa organik dapat di sebabkan oleh jumlah atom atau jenis atom dalam molekul. Tetapi variasi dalm struktur ini dapat jga terjadi karena urutan atom yang terikat satu sama lain dalam suatu molekul misalnya untuk rumus molekul C2H6O dapat di tulis dua rumus bangun yang berlainan. Kedua rumus bangun ini menyatakan dua senyawa yang berlainan : Dimetil eter (T.d1-23,6oC), suatu gas yang pernah di gunakan sebagai refrigeran (Gas dalam lemari es) dan sebagai suatu gas dorong aerosol, serta etanol (T.d1 78,5oC) suatu cairan yang di gunakan sebagai pelarut ( Solvent) dan dalam minuman beralkohol.

Dua senyawa atau lebih yang memiliki rumus molekul yang sama disebut ISOMER satu terhadap yang lain. Jika senyawa-senyawa dengan rumus molekul yang sama itu meiliki urutan atom yang berlainan, maka mereka mempunyai struktur (bangun) yang berlainan dan di sebut ISOMER STRUKTURAL satu terhadap yang lain (kelak akan di jumpai, Macam Isomeri Lain). Dimetil eter dan etanol merupakan contoh sepasang isomer struktural.

Alkana yang mengadung tiga karbon atau kurang tidak mempunyai isomer. Dalam tiap kasus, hanya terdapat satu cara untuk menata atom-atom.

Alkana empat – karbon (C4H10) mempunyai dua kemungkinan untuk menata atom karbon. Makin banya atom karbonnya makin banyak isomernya. Rumus molekul C5H12 mempunyai tiga isomer struktural, C6H14 lima isomer, C10H22 75 isomer (Fesenden : 2000)

Rumus struktur merupakan rumus kimia yang menggambarkan posisi atau kedudukan atom dan jenis ikatan antar atom pada molekul.
Rumus struktur ikatan.

Rumus struktur secara singkat dituliskan :
CH3CH3
CH3COOH
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.

Pada dasarnya Isomer secara umum terbagi atas 2 yaitu isomer Struktur dan isomer ruang .
- Isomer rantai adalah isomer yang di sebabkan kerangka karbon yang berbeda.
- Isomer posisi isomer yang di sebabkan perbedaan letak dari gugus fungsi pada rantai induk.
- Isomer fungsi adalah isomer yang di sebabkan perbedaan gugus fungsi.
- Isomer geometeri adalah isomer yang di sebabkan perbedaan letak atom (Gugus Atom) yang sama dalam ruang. Syarat :
1. Rantai induknya memiliki atom C yang berikatan rangkap ( - C = C - ).
2. Pada atom C berikatan Rangkap mengikat 2 atom / gugus atom yang berbeda.

- Isomer optik adalah isomer yang di sebabkan perbedaan dalam memutar cahaya kepolarisasi.

d. Prosedur Kerja :

1. Model rantai Dan Lingkaran
a.
b.Keterangan : Dilakukan perlakuan yang sama dengan mengambil 4 atom C lagi dan 3 batang valensinya dan di bentuk dalam lingkaran.

2. Model butana Dan Iso-Butana
a.Keterangan : Dilakukan perlakukan yang sama seperti langkah di atas dengan menggunakan 5 atom
C dan mencari isomer – isomer yang dapat di bentuk oleh pentana (C5H12).
Dengan menggunakan 2 atom C, 6 Atom H, dan 1 Atom O, di susun membentuk
molekul yang berbeda.

e. Hasil Pengamatan :

MODEL RANTAI DAN LINGKARAN RUMUS MOLEKUL GAMBAR MOLEKUL
(Tiga Dimensi) RUMUS STRUKTUR NAMA SENYAWA

C6H4


H – C – C – C – C – C – C – H
n-Heksana

C6H12


C
C C
C C
C
Sikloheksana

C5H10



C
C C
C C


Siklopentana

C6H14
– C –
H – C – C – C – C – C – H
2-Metil-Pentana

MODEL BUTANA, ISOBUTANA, Dan ALCOHOL RUMUS MOLEKUL GAMBAR MOLEKUL
(Tiga Dimensi) RUMUS STRUKTUR NAMA SENYAWA


C4H10


C4H10


H – C – C – C – C – H


H – C – C – C – H
– C –

n-Butana


2-Metil-Propana

C5H12


C5H12

C5H12


H – C – C – C – C – C – H


H – C – C – C – C – H
– C –

– C –
H – C – C – C –H
– C –

n-Pentana


2-Metil-Butana

2,2-Dimetil-Propana

C¬2H6O


C¬2H6O

H – C – C – O – H

H – C – O – C – H
Etanol

Metoksi Metana
Atau
Dimetil Eter


e. Pembahasan :
I. Model Rantai Dan Lingkaran
Dalam praktikum kali ini membahs tentang RUMUS STRUKTUR DAN ISOMER yaitu 6 atom karbon dengan menggunakan 5 batang valensi dihubungkan hingga terbentuk suatu rantai Karbon yang berstruktur zig zag hal ini di sebabkan karena sudut yang terbentuk anttara atom karbon satu dengan yang lain adalah 109,5 atau tetrahedral dan hal ini yang menyebabkan mengapa tidak terbentuk struktur Lurus. Dan nama struktur tesebut adalah n-Heksana. Stelah itu batang valensi dari atom C6 dilepas dan memutar atom karbon tetapi masih dalah sekitar ikatan valensi, di hubungkan C1 dan C6 hingga terbentuk lingkaran segi enam atau Siklo pentana, dan setelah di amati dan hasilnya semua atom karbon tidak terletak pada satu bidang, sama halnya dengan siklo pentana dan siklo butana. Langkah berikut di bentuk lagi enam atom membentuk rantai dan di hubungkan C6 dengan salah satu batang valensi pada atom C4 yang digunakan. Dan setelah terbentuk rantai di putar 180o dan hasilnya di dapat hasil susunan atom yang berbeda yaitu 2-Metil pentana. Jadi dengan suaru rotasi dapat di hasilkan 2 model struktur yang berbeda yaitu bebentuk rantai terbuka dan tertutup, yang terbuika di golongkan pada alkana dan pada rantai tertutup sikloalkana atau di sebut senyawa-senyawa siklik.
Sebagai golongan senyawa siklik nama golongan senyawa siklik, nama suku – suku golongan sikloalkana selalu di awali dengan kata siklo, meskipun bestruktur siklik, namun sifat siklo alkana sangat mirip dengan alkana yang berstruktur alifatik. Atas dasar kemiripan sifat semacam inilah maka siklo alkana di kategorikan sebagai hidrokarbon alisiklik.
Sebagaimana yang telah di lakukan dalam praktikum di dapat hasil senyawa berstruktur sikloalkana yaitu hidrokarbon jenuh yang atom-atom karbonnya membentuk rantai tertutup (Cincin). Di alam, ukuran cincin siklo alkana terdiri dari 3 sampai 30 atom karbon, tetapi yang paling banyak di jumpai adalah cincin beranggota 5 (siklopentana) dan cincin beranggota 6 (Sikloheksana) dan pada praktikum didapat 3 model struktur sikloheksana yaitu :

Struktur sikloalkana biasanya di gambarkan dalam bentuk segi banyak (poligon). Titik- titik sudut pada poligon tersebut merupakan atom-atom karbon yang membentuk cicin, dan garis-garisnya merupakan ikatan C – C. Misal pada percobaan praktikum yakni siklobutana di tuliskan bujur sangkar, sikloheksana dituliskan dengan heksagon.
Jika dibandingkan hasil praktikum antara rantai terbuka dan rantai tertutup (siklo), sikloalkana mempunyai dua atom lebih sedikit di bandingkan dengan alkana (rantai terbuka) yang memiliki jumlah atom C sama. Contoh dalam praktikum adalah Heksana mempunyai rumus C6H14 dan sikloheksana mempunyai rumus C6H12.
II. Model Butana dan IsoButana
Langkah awal dengan menghubungkan 4 atom karbon dengan menggunakan ikatan tunggal dan didapat hasilnya terbentuk struktur rantai terbuka yang memiliki isomer yaitu n-Butana dan 2-Metil-Propna dari rumus molekul C4H10. Berikut di susun 5 atom karbon dengan menggunakan ikatan tunggal dan hasilnya memiliki tiga isomer yaitu n-Pentana, 2-Metil-Butana, 2,2-Dimetil-Propana dari satu rumus molekul yaitu C5H12. Selanjutnya menggunakan 2 atom karbon , 6 atom hidrogen, dan 1 oksigen, dapat di bentuk 2 isomer yaitu Etanol dan MetoksiMetana atau Dimetil-eter dari satu rumus molekul C2H6O.
Jika senyawa-senyawa dengan rumus molekul yang sama itu memiliki urutan atom yang berlainan, maka mereka mempunyai struktur (Bangun) yang berlainan disebut isomer struktural satu terhadap yang lain. Dan pada praktikum bangun Dimetileter merupakan contoh isomer struktural.
Alkana yang mengandung tiga karbon atau kurang tidak mempunyai isomer (Fesenden ;2000) karena pada fenomena keisomeran struktur mulai terjasi pada suku ke-4 (Butana) dengan jumlah isomer dua buah, dan pada suku ke-5 (Pentana) jumlah isomernya tiga buah. Semakin banyak jumlah atom C dalam alkana semakin banyak pula jumlah isomernya. Terbukti saat praktikum yaitu C5H12 (Pentana) memiliki tiga isomer di banding C4H10 (Butana) yang hanya memiliki dua isomer karena perbedaan jumlah atom C. (Parlan, Wahjudi :2003)
terikatnya suatu gugus fungsional pada posisi yang bebeda dalam sebuah molekul juga akan menghasilkan isomer struktural. Misalnya Alkohol : C2H6O yang memiliki isomer Etanol dan dimetileter yang merupakan isomer struktural dengan sifat uang berbeda. (Fesenden:2000)

f. Kesimpulan :
Disimpulkan bahwa secara umum terdapat 2 macam isomer yaitu Isomer struktural dan Isomer Fungsional. Suatu ikatan karbon ternyata tidak berbentuk lurus seperti yang kita tahu sebelumnya tetapi berbentuk ikatan tunggal (ikatan ) yang berbentuk Zig-Zag, karena di pengaruhi oleh besar sudutnya yaitu 109,5o (Tetrahedral).

g. Jawaban Pertanyaan Praktikum :
1. Senyawa karbon adalah senyawa yang molekulnya mengandung atom-atom unsur lain seperti : oksigen, Hidrogen, Belerang dan halogen.
2. Isomer struktur adalah isomer karena perbedaan struktur sedangkan isomer fungsional adalah isomer yang mempunyai rumus molekul yang sama tetapi gugus fungsinya yangberbeda.
3. Rumus Struktur C5H12
CH3 – CH2 - CH2 - CH2 - CH3

Rumus Struktur C4H10OH
CH3 - CH2 - CH2 - CH2 – OH

Daftar Pustaka

Fessenden, R.J., and J S Fessenden, 1997, Kimia Organik, Alih Bahasa A.H Pudjaatmaja, Jilid 1, Edisi ketiga, Jakarta: Erlangga
Parlan, Wahjudi,2003,Kimia Organik I, Technical cooperation project for development of science and mathematics teaching for primary and secondary education in indonesia (IMSTEP), Revisi ke-2, Malang.